JPH06500525A - 選択された骨材と混合された強化されたセメント - 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】 発明の名称　選択された骨材と混合された強化されたセメントこの発明は、一方 では、慎重に選択された粒径の骨材と組み合わされて混合され、他方では、流体 で、使用勝手が良く、ペースト状のものが得られるように水と混合されるもので 、前記ペーストは、自己平滑性、自己レベリング性で、セメント硬化後の収縮が ないことを特徴とするセメントーおよび添加ベースのバインダーに関する。

人造セメント、標準品質の骨材および水をベースとする水硬性バインダーを用い て、スクリードおよびスラブを作るトラディシゴナルな技術は、よく知られてい る。このようにして得られた、可変の堅さのペーストは、一般に、ラフな基体に 施され、セメントの水和後、硬化するのに数時間がかかり、前記セメントの塗り 延ばし後に行われる数多くの困難な二次的作業を犠牲にして、フラットで、平滑 な表面を作る。このようなペーストは、通常、比較的堅く引き締まっていて、可 塑性であることがよく知られており、混合、搬送、展着または平らにする仕上げ の、これらのペーストの取り扱いは、当業者に完全に知られた技術により、一部 を機械化し、または、全部を人手によるものにすることができる。

そのようなバインダーを用いて得られた構造体の機械特性は、バインダーかゆう こうなスタンダード品に相当するものであっても、長期にわたり信頼性に欠ける ことが知られており、多くの構造体は、明らかに、これらの伝統的な混合物に起 因する可なりの水硬収縮と低い機械的強度により、１０年の保証期間の間、大き な損傷を受けることがよ（普通に観察されている。これらの技術上の問題により 、床張り条件に適合するために、平滑な被覆物でスクリードやスラブをカバーし て満足できる平坦さを得ることがしばしば必要となることも注目される。

更に概ね、使用される技術がどのようなものであっても、伝統的な態様で作られ たスクリードやスラブは、特に、ワンブロックで１００平方米または２００平方 米を越える広い面が含まれる場合、下記の三つの必須特性を備えていない：一第 １の特性、そして、疑い無く最重要なものは、通常のセメントを用いて作られた スラブまたはスクリーの水硬収縮に関する。例えば、すべてに古典的なモルタル の場合、水硬収縮は、すべての方向に対し、リニアメーター当たり、１ミリメー ターのオーダーであることが知られている。

この収縮は、早晩、微小な裂は目、ヘアーラインクラックおよび他の局部的な破 裂や分離を引き起こし、これらは、スラブまたはスクリードの全機械的品質を変 えてしまう。

実際問題、この収縮の問題は、特に広い面領域をもつ構造体の場合、致命的なも ので、その構造体の信頼性は、通常の保証期間経過後、不適当なものとされ、多 大の損失を蒙る。

−第２の特性は、特に広い面領域の処理におけるスラブまたはスクリードの平坦 さ、または、水平度地間する。これは、特に、どのような道具が使用されても、 どのように優れた職人の腕であっても、ペーストを人手で塗る場合の避は難い不 完全性の結果である。

−第３の特性は、局部的な不完全さ、または、表面欠陥をな（すようにするスラ ブまたはスクリードを平らに延ばすことである。

本発明の目的は、主として、数種の補薬が十分な量と質とで添加される、トラデ ィジ１ナルなセメントをペースとするモルタルまたはコンクリートであって、こ のモルタルまたはコンクリートを用いて作られたスラブまたはスクリードが、硬 化後、実質的な後収縮のない、セルフレベリングおよびセルフスムージングの混 合特性を与えるものである。これについて注意すべきは、セルフレベリングとは 、粗面に展着されたモルタルまたはコンクリートが職人の腕または特別な道具に 頼らずに水平なレベルをそれ自身に定める特性を意味する。同様に、セルフスム ージングとは、粗面に展着されたモルタルまたはコンクリートが、例えば、つや 出し面仕上げのような特別の仕上げを除いては、職人の腕または特別な道具に頼 らずに、スムーズで平坦な面に、それ自身がなる特性を意味する。

技術文献には、セメント、モルタルまたはコンクリートについて、セルフスムー ジングまたはセルフレベリングの品質または、実際に、前記モルタル、コンクリ ートまたはセメントの硬化の前後の水硬収縮を制限する数多くの提案が見い出さ れる：これは、特に、オーワイ　パルチックの名義による１９８７年８月２６日 に提出された国際出願ＷＯ−８９１０１９１６のケースであり、これは、セメン トのようなバインダー、砂のような骨材および水と混合した特別な添加剤を使用 するセルフレベリングのモルタルの製造を推薦している。彼の出願においては、 出願人は、そのようなモルタルは、ケースバイケースで決定される比率で可塑剤 と膨張剤とを添加することにより製造すべきことが知られていることを示してい る；しかしながら、出願人は、これらのフンバウンドに関しては、モルタルがか なりの連続した長さにわたり塗り延ばされる際の乾燥の時点で、収縮を抑えるこ とに困難性があることに注目している。

彼の記述によると、出願人は、前記モルタルの硬化時、前記モルタルの収縮によ る欠陥すべての問題点を除くために、モルタル組成におけるポリプロピレン繊維 のような合成繊維の比率を高めることを提案している：ポリプロピレンタイプの 繊維は、それがモルタルの全質量の数十分の一］ｉｉ１％を越えない割合で使用 されるとき、収縮を分散させる手段であることが既に知られている；しかしなが ら、彼のセルフレベリングのモルタルにおいて、オーワイ　パルチックにより推 薦されているポリプロピレン繊維の比率は、最低でも、かなり高い（０，０５か ら３％）ものであり、これは、合成、ｍａｉのそのような比率が可塑性に相反す るものを結果するのみで、結果的には、そのように得られたモルタルにおけるセ ルフスムージングまたはセルフレベリングに反する効果を結果すると考える当業 者の通例のプラクティスに全く矛盾している。また、これらの繊維の低い密度（ ０，９以下）の点から、これら繊維は、平均密度が約２．２であるモルタルの面 に上昇する傾向となり、全体にラフな外観を呈することがリーゾナプルに考えら れ、ここでもまた、発明においてめる目的の一つである、同じマテリアルのセル フスムージングの可能性に相反することが分かる。さらに、該国際出願で提案の 製品は、ある数の成分を特定の割合で包含させることを勧めており、これは、精 査の結果、非現冥的なもの、または、ひろく知られているルールとプラクティス に反することが証明されている。これは、例えば、フライアッシェの場合、セメ ントと混ぜると、収縮をコントロールすることが困難であるフィラーを作る；同 様に、モルタルを作るのに用いる砂の品質は、重夏なものとは思えないが、その 物理的および化学的特性ならびに粒径分布は、全体に、セルフスムージングまた はセルフレベリングの可能性を付与するために、慎重に選別されなければならな い。

本発明の主な特徴に関しては、可塑剤と膨張剤を所定の比率でトラディジ、ナル なセメント、モルタルまたはコンクリートに添加することで、結果としての強化 セメントをクラシックの、または、選択された骨材と混合して得られる構造体に 、三つの所望の特性、即ち、セルフスムージング、セルフレベリングおよび無収 縮の特性の組み合わせを与えるものであることを定めることが可能となっている 。この結果は、可塑剤をポルトランドタイプのセメント（例えば、グレード５５ ）に対し、前記セメントの０．５から４重１％の間のレートで、膨張剤を前記セ メントのｏ、ｏｏｏｏｏｉから０．０００９９４４厘％の間で変化する割合で添 加することにより達成される。

この発明により強化されたセメントの場合、可塑剤は、ペーストを作るのに必要 な水の量を極端に減らすことにより、エノセンンヤルに作用する。　ここで注目 すべき点は、機械的強度は、水分蒸発後のモルタルまたはコンクリートにおける 空隙レシオに反比例することである：実際に、コンクリートにおける１％のヴア キュウムに対し、その機械的強度は、２％減少することが知られている。したが って、水パラメーターを減らす（そしてコンクリートの最大強度を保持する）た めに、水を可塑剤で置換させることが必須であり、他方、セメント、モルタル、 または、すぐに設置できるコンクリートのすべてがセルフレベリングおよびセル フスムージングの所望の特性をもって、優れた注出可能性を有していることを保 証することが必要である。

膨張剤の場合、それらは、この発明によるセメントにおいては、すべて従来のコ ンクリートまたはモルタルに通常見られる水硬収縮を高い精度でカウンターバラ ンスする強化剤として使用される。モルタルまたはコンクリートの収縮は、モル タルまたはコンクリートに混ぜる骨材の品質と粒径分布とによりかなり変化する ことも分かっている。この点については、この発明のセメントに関する限り、後 記する選択された骨材と混合させると、最大効率が達成されることが理解される 。該セメントと前記骨材とにより作り上げられた製品の残留収縮は、膨張剤によ り究極的にカウンターバランスされ、この膨張剤の膨張は、前記製品の予測され る収縮に正に等しい。発明により、強化されたセメントに使用される膨張剤の割 合は、この後者の特性に自然に相当するものであり、他方、構造体に多大の損傷 を与える微小な裂は目を明らかに引き起こすセメント硬化後も継続される前記膨 張を防ぐために短い膨張時間を有する。発明により強化されたセメントの場合、 どのような可塑剤も使用でき、特に、つぎのようなものがある；ソジウム・リグ ノスルフォネート、糖酸塩、グルコン酸ナトリウム、スルフォン酸、スルフォン 化ナフタリン−フォルムアルデヒド、カルシウム・リグノスルフォネート、炭水 化物、アミノ−またはポリヒドロキシカルボン酸、または、イーブンのスルフォ ン化メラミンで、これが最も満足できる経済的な妥協とみられる。

同様に、発明によるセメントにおいて、組み合わせて使用される膨張剤に対して は、適当な細かさの微粉化されたアルミニウムが選ばれる。炭化カルシウム、生 石灰、過酸化水素、粉末鉄、次亜塩素酸カルシウム、酸化マグネシウム、ビニル 樹脂、または、イーブンのアルミニウムーレジンのような他の膨張剤も、割合が ｉｏされれば、適当なものである。

発明の第２の必須の特性に関しては、前記した可塑剤と膨張剤とを含むセメント を、以下のような分布テーブルによる、粒径がＯｍｍから４ｍｍの珪質砂からエ プセンシャルになる骨材と混合することにより最適なパフォーマンスが得られる ：の　％に ０　から　ｏ、０８　１２　から　Ｏ ｏ、０８　から　０．３１５　１８　から　３．５０．３１５から　０．６３０ 　１４　から　６，５０．６３０から　０．８　６　から１１．００．８　から 　１　５　から　７．５ １　から　２　２３　から１０．０ ２　から　２．　５　２２　から１３．０２．５　から　３．１５　２５．０ ３．１５　から　４　２３．５ 前記テーブルによる、従来のセメントと混ぜるための、この骨材選択の方法は、 予期し得ないセルフレベリング効果が得られる可塑性の素晴らしい品質を結果と してのモルタルに付与し、前記モルタルは、最低の収縮を有する；これは、骨材 の非常にコンパクトなグレードの結果であり、極めて低い空隙レシオを与え、収 縮を抑え、このタイプのモルタルに極めて高い機械圧縮強度を保証するもので： ４０ＭＰａ以上の強度であって、これに対し、従来の可塑化されていないモルタ ルの強度は、平均２０ＭＰａを越えない（可塑化モルタルについては３０）もの で、リニアメーター当たり１ミリメーターのオーダーの収縮であることが分かっ ている。」二足のグレード曲線により選択された骨材と混合された、発明により 強化されたセメントから作られたスクリードまたはスラブは、当然に、格別のパ フォーマンスを与え、特に、約１００平方米のシングルのブロックに収縮がない 面を作ることが可能であると共に、セメント、モルタルまたはコンクリートの機 械特性を保持させ、または、向上させ、当該構造体のほぼ完全なセルフレベリン グとセルフスムージングを確実にする。

さらに、膨張剤の複合効果と使用骨材の選択により、ほぼ完全に収縮をなくすこ とにより、少なくとも二つの点での卓越した利点がある：それは、収縮ジョイン トの配置が不要で、補強体の埋設の省略を意味する：この発明のセメント、モル タルまたはコンクリートの特徴である可塑剤と膨張剤とのコンビネーションとは 別に、下記に挙げた種々の従来の補薬も組み入れることができる＝１）次の活性 物質から選ばれた水分保持剤：一　アビエチン酸塩カルシウム、酢酸ポリビニル ー　アルギン酸塩ナトリウム、ベントナイト一　安定化されたカゼイン、フライ アッ／ユー　水硬石灰、澱粉 −　珪藻土、ポリビニル・ステアリン酸塩。

マテリアルのマス全体に均一に水分を維持することによって、この発明により組 み込まれた水分保持剤は、セメント、コンクリートまたはモルタルペーストを混 合する間に使用される水の量に関係無く、構築されたスラブに適正な機械的なら びに幾何学的特性を保有させることができる。

２）次の活性物質から選ばれた膠質剤：−　アルブミノイド、アルギン酸塩ナト リウムー　澱粉、ラテックス ー　カルボキシメチルセルロース、安定カゼイン、セルロースー　デキストリン 、タンニン、澱粉。

このような剤は、モルタルまたはコンクリートペーストが注出中、適正な均質性 を有すること、換言すれば、フィルムに破断が無く、オリジナルな成分からの分 離が無いことを確実にすることで、モルタルまたはコンクリートペーストの注出 可能性をさらに改善する。

３）次の活性物質から選択された安定剤：ー　アビエチン酸塩カルシウム、クレ イ一　重炭酸ナトリウムまたは重炭酸塩カリウムー　アルミナ・コロイド、フラ イアッシュ−水硬石灰、セルロースエーテル ー　珪酸ナトリウム。

このような添加剤は、発明による可塑剤／膨張剤のコンビネーションを安定化さ せ、そして、したがって、その活性を保持させ、延命させることを助ける。これ は、セルフレベリングとセルフスムージングの前記した特性が有効である間、新 鮮なモルタルの活躍期間を増加する。

４）次の活性物質から選択したゲル化と硬化とを遅らせる遅延剤：一　グルコン 酸、燐酸 一　サリチル酸、オキシカルボン酸、澱粉、アミン類−　粘土、硼砂、砂糖、リ グノスルフォネート。

このような剤または添加物は、この発明によるセメントのセルフスムージング効 果を、特に、フレッシュなモルタルのスキンの表面における”雛″の現象をなく すことにより、増加するものであり、さもなければ、皺があるままとなる。

５）次の活性物質から選択された硬化触媒：−　炭酸リチウム、塩化リチウム ー　アルミン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム。

通常の態様においては、このような添加物は、モルタルまたはコンクリートに含 まれている水硬バインダーの硬化パワーを加速し、増加させ、発明により作られ たスラブとスクリードを、より速やかに使用できるようにし、そして、それらの 機械的特性をさらに一層改善する． ６）次の活性物質から選択された泡止め剤：一　富アルコール類、軽アルコール 類、ポリオキシエチレン・アルキフェノールー　炭化水素エマルジョン、ノニル フェノール、燐酸トリブチルー　フタール酸プチル、劣化プロテイン類、シリコ ン類一　ステアリン酸プチル。

普通の態様においては、このような添加物または剤は、混合、移送および取り扱 いのの間の空気の取り込みに起因する気泡およびバブルをなくし、発明により作 られたスクリードとスラブの平滑な外観に悪影響を与えない。

７）次の活性物質から選択された防水剤：−　卵白、カブリル酸、オレイン酸 −　アルギン酸ナトリウム、アラム、スターチ、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム ー　ベントナイト、プライアッンユ、富石灰、ロジン普通の態様において、この ような添加物は、水および炭化水素がマテリアルに浸透しないようにすることに よって、発明により作られたスクリードとスラブに防水性を付与する。

８）次の活性物質から選択された接着剤：ー　ブロピオン酸塩コポリマー、塩化 ポリビニルー　酢酸ポリビニル、スターチ，ラテックス、カルボキシルメチルの セルロースー　安定化されたカゼイン、富石灰、メチルセルロース、ゼラチン。

普通の態様において、スラブが乾燥した後、このような添加物は、スラブを施す 構造体へのスラブの接着性を向上する。

前記記述については、挙げられた活性物質の一つは、前記した機能のいくつかを 同時に果たすことは言う迄もない。

最後に、他の水硬バインダーまたは他の骨材も、上記した枠内で割合を調節され る限りにおいては、本発明がめる結果を達成する為に使用できることは明らかで ある。

一水硬バインダーの場合は、異なるマテリアルが選択されて、発明に従う強化劃 と混合される：これらの間には；ボルトランドセメント、高炉セメント、高アル ミナセメント、無水硫酸カルシウム、石膏、メタカオリンがある。

−骨材の場合は、種々の従来のマテリアルが使用されて、発明に従う強化剤と混 合される：これらは、珪質、石灰質、花崗岩質および玄武岩質の骨材、フェロフ ォスフォラス、フェロシリコン、重晶石、磁鉄鉱、針鉄鉱およびジルコンを含む 。　より強度のあるマテリアル、特に、合成物質、例えば、コランダム、シリコ ンカーバイド、ボロンカーバイド、金属細片、花崗岩、砂岩、クオーツ、シリカ 、大理石、斑岩のようなものも使用できる。

該骨材は、発明に適合する強化剤、ペーストまたはモルタルのとぎれない粒度を 保証する活性物質と混合することで改善される。これらの活性物質には、飛散灰 とフロートアッシュ、ボゾラン、スラッグ、炭酸カルシウムのような石灰質フィ ラー、玄武岩、珪藻土、ベントナイトなどが含まれる。不活性物質も、即ち、シ リカヴエーバーのようなものも骨材をコーティングするだけのために使用できる 。

発ＩＦＩにより強化されたセメントをフィラーおよび骨材と混合（例えば、後記 する装置を用いて）して、モルタルまたはコンクリートを製造する好ましい例と しては、下記の組成が提案され、これは、本発明により、モルタルまたはコンク リートの三つの特性が同時に達成される。

１立方メーターのモルタルを作るためには、下記のものを可動または、その他の ミキサーに注入する：例えば、粒度５５のボルトランドセメントタイプのセメン ト３００キログラムと、フライアブシュのような楕円体状のフィラー４００キロ グラムと、粒径が０ミリメーターから４ミリメーターの間にあり、分布が上記し た曲線に合致している珪質砂からなる骨材１４２８キログラムとであり；これら のマテリアルは、水と混合されて、最大の可塑性をもつペーストを作り、セルフ レベリングと最低の水硬収縮とが達成される。

この発明によれば、ついで、実際には、ソジウム・スルフォネート・ボリナフタ レンである可塑剤が７キログラムの割合で添加され、さらに、これに、チオ硫酸 ナトリウム０．８キログラムが添加されて、この種の可塑剤により引き起こされ る硬化遅延をキャンセルし、そして、重クローム酸カリウム０．５ｋｇまたは以 上（これは、酸化クロムで代替できるが、これは、水に不溶性か溶解し難い）が 添加された膨張剤、微小粉末化アルミニウムが添加され、作られたモルタルを膨 張開始前に１時間または、それ以上長くワークさせるようにするもので、さもな ければ、モルタルの永和後数分で膨張が開始されるもので、これによって約１時 間にわたり持続させ；ついで、これらのマテリアルを水２００キログラムに混ぜ 、最終ペーストを得る。

これらの条件下においては、前記ペーストは、収縮がないに等しく、ほぼ完璧な セルフレベリングと格別のセルフスムージング特性すべてを呈する。このような モルタルは、二次的な添加物を受け入れることもでき、上記したように、その最 終使用に応じて前記特性を最高なものとするものであり、所定のレベルまで連続 して注入でき、スラブ、スクリード、マイクロスクリード、そして、さらに一般 的には、住宅、三次的、公共ならびに産業用ビルディングス、乾燥または水気の 状態での内部ならびに外部ワークの両者に意図されるすべての面またはフロアを 作る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．主として、人造または他の水硬バインダー、添加物および少なくとも人造セ メントに対し０．５重量％から４重量％の割合で含まれる可塑剤と、前記水硬バ インダーに対し０．０００００１重量％から０．０００９９重量％の割合で含ま れている膨張剤との組み合わせからなるセルフスムージング、セルフレベリング 、無収縮のモルタルまたはコンクリートを製造するために強化されたセメント。 ２．可塑剤が少なくとも次の活性物質、即ち、スルフォン化されたメラミン・フ ォルムアルデヒド化合物、リグノスルフォネート、糖酸塩、グルコン酸ナトリウ ム、スルフォン酸、スルフォン化されたナフタレン・フォルムアルデヒド化合物 、カルシウム・リグノスルフォネート、炭水化物、アミノ酸、ポリヒドロキシカ ルボン酸類の一つを含む事実を特徴とする請求の範囲１による強化されたセメン ト。 ３．膨張剤は、少なくとも次の活性物質、即ち、硫酸カルシウム、アルミニウム 粉末、カルシウム・カーバイド、生石灰、過酸化水素、鉄粉末、次亜塩素酸カル シウム、酸化マグネシウム、ビニル樹脂、アルミナの一つを含む事実を特徴とす る請求の範囲１または２のいずれかによる強化されたセメント。 ４．すくなくとも一つの付加補薬、即ち、ゲル化遅延剤、安定剤、膠質剤、水保 持剤を含む事実を特徴とする先行請求の範囲による強化されたセメント。 ５．請求の範囲１から４による強化されたセメントを水と、少なくとも選択され た骨材からなるフィラーとに混合して作られた事実を特徴とするセルフスムージ ング、セルフレベリングおよび無収縮の即時使用モルタルまたはコンクリート。 ６．選択された骨材が直径０ｍｍから４ｍｍの間の粒径を有する事実を特徴とす る請求の範囲５によるモルタルまたはコンクリート。 ７．骨材の１００重量％まで構成するマテリアルの粒径分布が次のようである事 実を特徴とする請求の範囲５または６のいずれかによるモルタルまたはコンクリ ート：骨材の粒径（ｍｍ）重量％による分布 ０から０．０８＝１２から０ ０．０８から０．３１５＝１８から３．５０．３１５から０．６３０＝１４から ６．５０．６３０から０．８＝６から１１．００．８から１＝５から７．５ １から２＝２３から１０．０ ２から２．５＝２２から１３．０ ２．５から３．１５＝２５．０ ３．１５から４＝２３．５ ８．前記モルタルまたはコンクリートの１立方米当たり、−人造セメント、ボル トランドセメント粒度５５が３００ｋｇの割合で含まれ、−一方でフライアッシ ユタイプの楕円体状マテリアルからなるフィラーが、他方で請求の範囲７におけ る曲線による粒径をもつ石英質砂が、それぞれ４００ｋｇと１４２８ｋｇの割合 で含まれ、 −可塑剤、ソジウム・スルフォネート・ポリナフタレンが７ｋｇの割合で含まれ −膨張剤、アルミニウム微細粉末が１８ｇの割合で含まれ、−水が２００ｋｇの 割合で含まれている事実を特徴とする請求の範囲７による特定のモルタルまたは コンクリート。 ９．チオ硫酸ナトリウムがモルタルまたはコンクリートの立方米当たり、少なく とも０．８ｋｇの割合で添加されている事実を特徴とする請求の範囲８による特 定のモルタルまたはコンクリート。 １０．重クローム酸カリウムまたは酸化クロムがモルタルまたはコンクリートの 立方米当たり、少なくとも０．５ｋｇの割合で添加されている事実を特徴とする 請求の範囲８による特定のモルタルまたはコンクリート。