JP3224276B2 - セメント添加剤及び脱泡剤 - Google Patents
セメント添加剤及び脱泡剤Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B24/12—Nitrogen containing compounds organic derivatives of hydrazine
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Description
【0001】
【発明の背景】本発明は、セメント組成物の空気含有量
及び関連する気孔率を低下させることができる水硬セメ
ント添加物としてのある種のアルキル化アルカノールア
ミン、及び有機化合物を含む水溶液を脱泡することがで
きる試薬としての主題のアルキル化アルカノールアミン
を目的とする。
及び関連する気孔率を低下させることができる水硬セメ
ント添加物としてのある種のアルキル化アルカノールア
ミン、及び有機化合物を含む水溶液を脱泡することがで
きる試薬としての主題のアルキル化アルカノールアミン
を目的とする。
【0002】セメントという言葉は、結合剤又は接着剤
として有用な多種類の材料を示すために用いられる。水
硬セメントは、水と混合すると“ペースト”を形成して
ゆっくり硬化する無機粉末材料である。さらに、細かい
骨材(例えば砂)と混合するとそれは“モルタル”を形
成し、細かい及び粗い骨材(例えば砂と石)の両方と混
合するとそれは、構造質において有用な岩のように堅い
生成物である“コンクリート”を形成する。これらの生
成物は通常水硬セメント組成物又は混合物と言われる。
これらの組成物は通常ポルトランドセメント(ASTM
C−150に準拠)、配合セメント(大量のスラグ又
はポゾラナ材料などを含む)などから形成する。
として有用な多種類の材料を示すために用いられる。水
硬セメントは、水と混合すると“ペースト”を形成して
ゆっくり硬化する無機粉末材料である。さらに、細かい
骨材(例えば砂)と混合するとそれは“モルタル”を形
成し、細かい及び粗い骨材(例えば砂と石)の両方と混
合するとそれは、構造質において有用な岩のように堅い
生成物である“コンクリート”を形成する。これらの生
成物は通常水硬セメント組成物又は混合物と言われる。
これらの組成物は通常ポルトランドセメント(ASTM
C−150に準拠)、配合セメント(大量のスラグ又
はポゾラナ材料などを含む)などから形成する。
【0003】コンクリートを形成する場合、種々の成分
(水硬セメント、砂、砂利、水及びおそらくはセメント
添加剤)を混合して実質的に均一な混合物にすることが
必要である。混合の間に空気が組成物中に捕獲され、そ
の多くが、形成される硬化水硬セメント組成物中に気孔
として残る。気孔の量が多い場合、混合は“空気連行
性”であると言われる。ほとんどの場合、少量の空気連
行は許容され、(コンクリートの凍結/融解性の向上の
ために)望ましい場合もある。しかし暖かい地方では水
硬セメント組成物中の空気連行は、得られる構造の圧縮
強さを、計画した混合物に可能なはずの強さより弱くす
るので、望ましい特徴ではない。空気の連行と圧縮強さ
は、逆比例する。一般に1体積%の気泡がコンクリート
塊に含まれると、コンクリート塊はその圧縮強さの約5
%を失うと思われる。
(水硬セメント、砂、砂利、水及びおそらくはセメント
添加剤)を混合して実質的に均一な混合物にすることが
必要である。混合の間に空気が組成物中に捕獲され、そ
の多くが、形成される硬化水硬セメント組成物中に気孔
として残る。気孔の量が多い場合、混合は“空気連行
性”であると言われる。ほとんどの場合、少量の空気連
行は許容され、(コンクリートの凍結/融解性の向上の
ために)望ましい場合もある。しかし暖かい地方では水
硬セメント組成物中の空気連行は、得られる構造の圧縮
強さを、計画した混合物に可能なはずの強さより弱くす
るので、望ましい特徴ではない。空気の連行と圧縮強さ
は、逆比例する。一般に1体積%の気泡がコンクリート
塊に含まれると、コンクリート塊はその圧縮強さの約5
%を失うと思われる。
【0004】その有利な効果のために用いられるある種
のセメント添加剤は、過剰の空気連行を起こすという有
害な副作用も持つことが知られている。そのようなセメ
ント添加剤には、ある種の水−減少剤及び超可塑剤、例
えばリグニンスルホネート、ナフタレンスルホネートポ
リマーなど;強度向上剤及び硬化促進剤、例えばそれぞ
れトリイソプロパノールアミン及びトリエタノールアミ
ンなどが含まれる。混合法又は添加剤の効果などのいず
れによってでも、連行空気を減少させることは、設計し
た強度に近接し、透過性が低く、従ってその有効寿命の
間に透過できる腐食性元素などの攻撃を受けにくい構造
を得るために非常に望ましい。
のセメント添加剤は、過剰の空気連行を起こすという有
害な副作用も持つことが知られている。そのようなセメ
ント添加剤には、ある種の水−減少剤及び超可塑剤、例
えばリグニンスルホネート、ナフタレンスルホネートポ
リマーなど;強度向上剤及び硬化促進剤、例えばそれぞ
れトリイソプロパノールアミン及びトリエタノールアミ
ンなどが含まれる。混合法又は添加剤の効果などのいず
れによってでも、連行空気を減少させることは、設計し
た強度に近接し、透過性が低く、従ってその有効寿命の
間に透過できる腐食性元素などの攻撃を受けにくい構造
を得るために非常に望ましい。
【0005】現在セメント工業において、硬化水硬セメ
ント組成物に含まれる空気の量を減らすために種々の材
料が使用されている。従来の空気−脱離剤は一般に、親
水性−親油性バランス(HLB)値が低い界面活性剤、
例えばトリ−n−ブチルホスフェート、n−オクタノー
ルなどである考えられる。通常これらの試薬は、いくつ
かの理由で商業的用途で使用するのは困難であり、効果
がいくらか低いことがわかった。第1に、添加剤をセメ
ント全体に分散させて必要な少量の試薬を均一に分布さ
せることが困難なため、乾燥コンクリート混合物に容易
に導入することができない。さらに従来の空気脱離剤は
水と混和性でなく、他の従来の添加剤は常に水−ベース
組成物なので、従来の空気脱離剤を他の従来のセメント
添加剤と一緒に加えることができない。空気脱離剤を水
性添加剤組成物に挿入しようとするとそれは分離し易
く、処理するべきセメント組成物に適した供給がなされ
ない。この問題を克服するために最近、“水−分散性”
空気脱離剤が導入された。これらの試薬は依然としてH
LB値が低く、実際には水溶性でなく、単に密度が水と
近いだけである。この試薬は相分離する傾向があり、保
存の間水性懸濁液中で不安定である。
ント組成物に含まれる空気の量を減らすために種々の材
料が使用されている。従来の空気−脱離剤は一般に、親
水性−親油性バランス(HLB)値が低い界面活性剤、
例えばトリ−n−ブチルホスフェート、n−オクタノー
ルなどである考えられる。通常これらの試薬は、いくつ
かの理由で商業的用途で使用するのは困難であり、効果
がいくらか低いことがわかった。第1に、添加剤をセメ
ント全体に分散させて必要な少量の試薬を均一に分布さ
せることが困難なため、乾燥コンクリート混合物に容易
に導入することができない。さらに従来の空気脱離剤は
水と混和性でなく、他の従来の添加剤は常に水−ベース
組成物なので、従来の空気脱離剤を他の従来のセメント
添加剤と一緒に加えることができない。空気脱離剤を水
性添加剤組成物に挿入しようとするとそれは分離し易
く、処理するべきセメント組成物に適した供給がなされ
ない。この問題を克服するために最近、“水−分散性”
空気脱離剤が導入された。これらの試薬は依然としてH
LB値が低く、実際には水溶性でなく、単に密度が水と
近いだけである。この試薬は相分離する傾向があり、保
存の間水性懸濁液中で不安定である。
【0006】一般に空気−脱離剤はその効果が非常に強
力であり、従って非常に少量で使用しなければならず、
その少量を、処理するべきセメント組成物全体に実質的
に均一に分布させなければならない。現在知られている
空気−脱離剤は、添加量及びセメント配合物中の分布を
監視し制御することが困難であり、所望の空気含有度か
らの望ましくないずれを示す(過剰又は不足添加量のた
め)、及び/又は成型した構造内で空気含有度の変動を
示す(試薬の分布が悪いため)組成物を生ずる。
力であり、従って非常に少量で使用しなければならず、
その少量を、処理するべきセメント組成物全体に実質的
に均一に分布させなければならない。現在知られている
空気−脱離剤は、添加量及びセメント配合物中の分布を
監視し制御することが困難であり、所望の空気含有度か
らの望ましくないずれを示す(過剰又は不足添加量のた
め)、及び/又は成型した構造内で空気含有度の変動を
示す(試薬の分布が悪いため)組成物を生ずる。
【0007】セメント組成物特にコンクリートの空気−
脱離を行うことができる、水溶性で分散の容易な材料の
提供が非常に望まれている。
脱離を行うことができる、水溶性で分散の容易な材料の
提供が非常に望まれている。
【0008】有機化合物の水溶液の脱泡に関して、その
ような溶液が大容量の泡を作る傾向があることが周知で
ある。泡は、有利な効果をほとんど持たない。代わり
に、通常溶液と泡の両方を保持するために過大な容器の
使用が必要であるなどの不利な特徴を持つ。
ような溶液が大容量の泡を作る傾向があることが周知で
ある。泡は、有利な効果をほとんど持たない。代わり
に、通常溶液と泡の両方を保持するために過大な容器の
使用が必要であるなどの不利な特徴を持つ。
【0009】脱泡剤(泡構造を潰す、及び/又は通常泡
ができるような状況で泡の形成を妨げることができる試
薬)として使用する通常の試薬は、上記で議論した従来
のセメント空気脱離剤と類似の、親水性−親油性バラン
ス(HLB)値が低い有機化合物である。これらは水溶
性でないため、純粋な状態で、又は有機溶液として処理
するべき溶液中に導入しなければならない。
ができるような状況で泡の形成を妨げることができる試
薬)として使用する通常の試薬は、上記で議論した従来
のセメント空気脱離剤と類似の、親水性−親油性バラン
ス(HLB)値が低い有機化合物である。これらは水溶
性でないため、純粋な状態で、又は有機溶液として処理
するべき溶液中に導入しなければならない。
【0010】発泡する有機化合物の水溶液を脱泡するこ
とができる水溶性試薬を得ることが非常に望まれてい
る。そのような水溶性試薬は、適用の前に水中に希釈す
ることができ、従って試薬を正確に添加する手段とな
る。
とができる水溶性試薬を得ることが非常に望まれてい
る。そのような水溶性試薬は、適用の前に水中に希釈す
ることができ、従って試薬を正確に添加する手段とな
る。
【0011】発泡する有機化合物の水溶液を脱泡するこ
とができる水溶性試薬を得ることが非常に望まれてい
る。そのような水溶性試薬は、適用の前に水中に希釈す
ることができ、従って試薬を正確に添加する手段とな
る。
とができる水溶性試薬を得ることが非常に望まれてい
る。そのような水溶性試薬は、適用の前に水中に希釈す
ることができ、従って試薬を正確に添加する手段とな
る。
【0012】
【発明の概略】本発明は、水硬セメントの空気脱離をす
ることができる、ならびに有機化合物の水溶液のための
脱泡剤となることができる水溶性試薬を提供する。主題
は、少なくとも1種類のN−アルキルアルカノールアミ
ン又はN−アルキルヒドロキシルアミンを含む、pHが
約6−8の水溶液である。
ることができる、ならびに有機化合物の水溶液のための
脱泡剤となることができる水溶性試薬を提供する。主題
は、少なくとも1種類のN−アルキルアルカノールアミ
ン又はN−アルキルヒドロキシルアミンを含む、pHが
約6−8の水溶液である。
【0013】
【詳細な説明】本発明は、新規アルキル化アルカノール
アミン空気脱離セメント添加剤、及び該新規添加剤を含
む改良水硬セメント−ベース組成物を目的とする。さら
に本発明は、有機物含有水溶液の脱泡を起こすアルキル
化アルカノールアミンを目的とする。
アミン空気脱離セメント添加剤、及び該新規添加剤を含
む改良水硬セメント−ベース組成物を目的とする。さら
に本発明は、有機物含有水溶液の脱泡を起こすアルキル
化アルカノールアミンを目的とする。
【0014】ここで有用であることが見いだされたアミ
ンは、第3アルキル化アルカノールアミン及び第2アル
キル化アルカノールアミンである。これらのアミンは、
一般式
ンは、第3アルキル化アルカノールアミン及び第2アル
キル化アルカノールアミンである。これらのアミンは、
一般式
【0015】
【化3】
【0016】[式中R1は、C2−C6ヒドロキシアルキ
ル基又は水素であり;R2は、C2−C6ヒドロキシアル
キル基又はC2−C10アルキル基であり、R1が水素の場
合R2はC2−C6ヒドロキシアルキルであり;R3は、C
2−C10アルキル基である]で表される。アミンをセメ
ンタイト状組成物と関連させて用いる場合、各ヒドロキ
シルアルキルをC2−C5ヒドロキシアルキル基から選
び、各アルキルをC2−C8アルキルから選び、水溶液の
脱泡に用いる場合、各ヒドロキシアルキルはC3−C6ヒ
ドロキシアルキル基であり、各アルキルをC3−C10ア
ルキル基から選ぶのが好ましい。
ル基又は水素であり;R2は、C2−C6ヒドロキシアル
キル基又はC2−C10アルキル基であり、R1が水素の場
合R2はC2−C6ヒドロキシアルキルであり;R3は、C
2−C10アルキル基である]で表される。アミンをセメ
ンタイト状組成物と関連させて用いる場合、各ヒドロキ
シルアルキルをC2−C5ヒドロキシアルキル基から選
び、各アルキルをC2−C8アルキルから選び、水溶液の
脱泡に用いる場合、各ヒドロキシアルキルはC3−C6ヒ
ドロキシアルキル基であり、各アルキルをC3−C10ア
ルキル基から選ぶのが好ましい。
【0017】従って好ましい主題の添加剤は、1個又は
2個のC2−C5ヒドロキシアルキル基が窒素原子に結合
し、窒素原子の残りの結合にC2−C5アルキル基が含ま
れる第3アミンから形成する。言い換えると、主題の添
加剤として有用な第3アミンは、N,N−ジ(C2−C8
アルキルアミン、C2−C5アルカノール及びN−(C 2
−C8アルキル)アミノ−N,N−ジ(C2−C5)アル
カノール化合物である。別の場合主題の添加剤は、窒素
原子の2個の結合をC2−C8アルキル基及びC2−C5ヒ
ドロキシルアルキル基で置換した第2アミンから形成す
ることができる。
2個のC2−C5ヒドロキシアルキル基が窒素原子に結合
し、窒素原子の残りの結合にC2−C5アルキル基が含ま
れる第3アミンから形成する。言い換えると、主題の添
加剤として有用な第3アミンは、N,N−ジ(C2−C8
アルキルアミン、C2−C5アルカノール及びN−(C 2
−C8アルキル)アミノ−N,N−ジ(C2−C5)アル
カノール化合物である。別の場合主題の添加剤は、窒素
原子の2個の結合をC2−C8アルキル基及びC2−C5ヒ
ドロキシルアルキル基で置換した第2アミンから形成す
ることができる。
【0018】本試薬は、ジアルキルアルカノールアミン
及びアルキルジ(アルカノール)アミンから選んだ第3
アミンであることができる。適したN,N−ジアルキル
アルカノールアミンの例は、N,N−ジ(C2−C8アル
キル)エタノールアミン、例えばジエチルエタノールア
ミン、ジ(n−プロピル)エタノールアミン、ジ(n−
ブチル)エタノールアミンなど;N,N−ジ(C2−C8
アルキル)−1−アミノ−2−プロパノール、例えばジ
(n−プロピル)イソプロパノールアミン、ジ(n−ブ
チル)イソプロパノールアミン、ジ(n−オクチル)イ
ソプロパノールアミンなど;N,N−ジ(C2−C8アル
キル)−1−アミノ−2−ヒドロキシブタン及びN,N
−ジ(C2−C8アルキル)−1−ヒドロキシ−2−アミ
ノブタン、例えばジブチル−1−アミノ−2−ブタノー
ル、ジ(n−ペンチル)−1−アミノ−2−ブタノール
などである。
及びアルキルジ(アルカノール)アミンから選んだ第3
アミンであることができる。適したN,N−ジアルキル
アルカノールアミンの例は、N,N−ジ(C2−C8アル
キル)エタノールアミン、例えばジエチルエタノールア
ミン、ジ(n−プロピル)エタノールアミン、ジ(n−
ブチル)エタノールアミンなど;N,N−ジ(C2−C8
アルキル)−1−アミノ−2−プロパノール、例えばジ
(n−プロピル)イソプロパノールアミン、ジ(n−ブ
チル)イソプロパノールアミン、ジ(n−オクチル)イ
ソプロパノールアミンなど;N,N−ジ(C2−C8アル
キル)−1−アミノ−2−ヒドロキシブタン及びN,N
−ジ(C2−C8アルキル)−1−ヒドロキシ−2−アミ
ノブタン、例えばジブチル−1−アミノ−2−ブタノー
ル、ジ(n−ペンチル)−1−アミノ−2−ブタノール
などである。
【0019】本発明は又、アルキルアルカノールアミン
から選んだ第2アミンも含む。例としては、エチルイソ
プロパノールアミン、N−エチル−1−アミノ−2−ヒ
ドロキシブタン、N−ブチル−1−アミノ−2−ヒドロ
キシブタンなどが含まれる。主題の添加剤は、N−プロ
ピル−1−アミノ−ビス(2−プロパノール)、N−ブ
タルジエタノールアミン、N−オクチルジエタノールア
ミンなどのN−アルキル化ビス(アルカノール)アミン
から製造することもできる。
から選んだ第2アミンも含む。例としては、エチルイソ
プロパノールアミン、N−エチル−1−アミノ−2−ヒ
ドロキシブタン、N−ブチル−1−アミノ−2−ヒドロ
キシブタンなどが含まれる。主題の添加剤は、N−プロ
ピル−1−アミノ−ビス(2−プロパノール)、N−ブ
タルジエタノールアミン、N−オクチルジエタノールア
ミンなどのN−アルキル化ビス(アルカノール)アミン
から製造することもできる。
【0020】主題のアルキル化アルカノールアミンは、
エポキシドと第1又は第2アミンとの開環反応により製
造することができる。反応は、約50℃−約200℃の
高温で、0.2−4MPa(2−40バール)の範囲の
圧力下で、反応速度を増すために水の存在下で簡便に行
うことができる。第1アミンを用いると、第2及び第3
N−アルキル化生成物が得られ、第2アミン反応物は、
N,N−ジアルキル化第3アミン生成物を与える。これ
らの材料のいくつかは、商業的に入手可能である。
エポキシドと第1又は第2アミンとの開環反応により製
造することができる。反応は、約50℃−約200℃の
高温で、0.2−4MPa(2−40バール)の範囲の
圧力下で、反応速度を増すために水の存在下で簡便に行
うことができる。第1アミンを用いると、第2及び第3
N−アルキル化生成物が得られ、第2アミン反応物は、
N,N−ジアルキル化第3アミン生成物を与える。これ
らの材料のいくつかは、商業的に入手可能である。
【0021】好ましいアミンは、上記の第3アミンであ
る。主題の添加剤は、上記の第2及び第3アミンの混合
物から製造することができる。
る。主題の添加剤は、上記の第2及び第3アミンの混合
物から製造することができる。
【0022】化合物、N,N−ジブチル−1−アミノ−
2−ブタノールが本発明の最も好ましい結果を与えるこ
とが見いだされた。この材料は、ジブチルアミンと1,
2−エポキシブタンの反応生成物である。一般にエポキ
シ化合物は、突発的発熱反応を避けるためにゆっくりア
ミンに加えなければならないと思われるが、この場合は
系が実質的に無水であれば2種類の反応物をどのような
方法によってでも一緒に加えることができることが観察
された。反応物の混合物に水(エポキシ化合物のモル量
に対して約0.01−10モル)を加えると反応が起こ
る。開環反応は、約50℃−約200℃(好ましくは約
90℃−約170℃)の高温で、水(エポキシ化合物1
モル当たり約0.01−10モル、好ましくは約1−1
0モル)の存在下で行う。反応は、還流条件下で容易に
行うことができる。さらに高温を用いる場合、混合物を
液体状態に保つのに十分な圧力下で(好ましくは自己発
生圧力)反応を行わなければならない。ジューテリウム
化クロロホルム中で行った新規N,N−ジブチルアミノ
−2−ブタノール化合物の核磁気共鳴スペクトルを図1
に示す。
2−ブタノールが本発明の最も好ましい結果を与えるこ
とが見いだされた。この材料は、ジブチルアミンと1,
2−エポキシブタンの反応生成物である。一般にエポキ
シ化合物は、突発的発熱反応を避けるためにゆっくりア
ミンに加えなければならないと思われるが、この場合は
系が実質的に無水であれば2種類の反応物をどのような
方法によってでも一緒に加えることができることが観察
された。反応物の混合物に水(エポキシ化合物のモル量
に対して約0.01−10モル)を加えると反応が起こ
る。開環反応は、約50℃−約200℃(好ましくは約
90℃−約170℃)の高温で、水(エポキシ化合物1
モル当たり約0.01−10モル、好ましくは約1−1
0モル)の存在下で行う。反応は、還流条件下で容易に
行うことができる。さらに高温を用いる場合、混合物を
液体状態に保つのに十分な圧力下で(好ましくは自己発
生圧力)反応を行わなければならない。ジューテリウム
化クロロホルム中で行った新規N,N−ジブチルアミノ
−2−ブタノール化合物の核磁気共鳴スペクトルを図1
に示す。
【0023】主題のアルキル化アルカノールアミン空気
脱離剤は、実質的に中性の塩の形態の場合に水溶液に可
溶性である。溶液のpHは約5−8、好ましくは6−7
となる。これらの試薬の塩は、酸(HX)を用いて容易
に形成することができ、ここでHは酸の酸性プロトンで
あり、Xは硫酸、硝酸又はハロゲン酸などの無機酸又は
蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸などを例とするC1−
C5アルカン酸などの有機酸から選んだ酸化合物の残基
である。主題のアミンの塩の形成に使用する好ましい酸
は、硫酸又はC1−C2アルカン酸である。
脱離剤は、実質的に中性の塩の形態の場合に水溶液に可
溶性である。溶液のpHは約5−8、好ましくは6−7
となる。これらの試薬の塩は、酸(HX)を用いて容易
に形成することができ、ここでHは酸の酸性プロトンで
あり、Xは硫酸、硝酸又はハロゲン酸などの無機酸又は
蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸などを例とするC1−
C5アルカン酸などの有機酸から選んだ酸化合物の残基
である。主題のアミンの塩の形成に使用する好ましい酸
は、硫酸又はC1−C2アルカン酸である。
【0024】主題のアミン試薬は、遊離のアミンとして
通常水に低い溶解度を持つ弱塩基である。遊離のアミン
は通常pHが8−9である。遊離のアミンの水溶液/分
散液は、上記の酸を導入し、水を含まないアミン混合物
と混合することにより容易に塩の溶液とすることができ
る。溶液内でのアミン塩の濃度は、特定のアミン試薬に
依存してわずか数%(例えば2%)から最高50%もの
高濃度かそれ以上であることができる。これらの溶液
は、試薬の保存及び作業現場への輸送に直接用いること
ができ、そこで希釈、及び/又は他の試薬との混合を行
って所望の添加剤とすることができる。
通常水に低い溶解度を持つ弱塩基である。遊離のアミン
は通常pHが8−9である。遊離のアミンの水溶液/分
散液は、上記の酸を導入し、水を含まないアミン混合物
と混合することにより容易に塩の溶液とすることができ
る。溶液内でのアミン塩の濃度は、特定のアミン試薬に
依存してわずか数%(例えば2%)から最高50%もの
高濃度かそれ以上であることができる。これらの溶液
は、試薬の保存及び作業現場への輸送に直接用いること
ができ、そこで希釈、及び/又は他の試薬との混合を行
って所望の添加剤とすることができる。
【0025】水溶性アルキル化アルカノールアミン塩
は、セメント添加剤として容易に使用することができ、
高精度で量り込んでセメント組成物に空気脱離剤として
適した添加量を与えることができる。これらの塩は活性
が高いので、正確に添加量を量る性能が非常に必要であ
る。同様に、主題の塩は非常に活性な脱泡剤であり、従
って正確に添加量を量る性能が非常に必要である。
は、セメント添加剤として容易に使用することができ、
高精度で量り込んでセメント組成物に空気脱離剤として
適した添加量を与えることができる。これらの塩は活性
が高いので、正確に添加量を量る性能が非常に必要であ
る。同様に、主題の塩は非常に活性な脱泡剤であり、従
って正確に添加量を量る性能が非常に必要である。
【0026】主題の水溶性試薬は、従来の方法で水硬セ
メント又はペースト、モルタル又はコンクリート水硬化
セメント組成物中に挿入することができる。例えば主題
の試薬は、水硬セメントをクリンカー及び他の原料から
製造する時に容易に配合し、空気連行性の低い構造の形
成に使用することができる水硬セメントのドライブレン
ドを与えることができる。主題の試薬の必要な添加量が
少なく(従って含水量も低い)、蒸気圧が低いので、容
易に直接セメントに挿入することができる。別法とし
て、試薬の溶液を水和の水の一部として挿入することが
できる。試薬が水溶性であるため、そのような適用法を
容易に行うことができ、現在周知の試薬のような非混和
性の問題を起こさない。最後に本試薬は、セメント組成
物への他の必要な添加剤、例えばリグニンスルホネー
ト、ナフタレンスルホネート−ホルムアルデヒド縮合物
などの水減少剤;ポリアクリレートなどの超可塑剤;亜
硝酸カルシウムなどの腐食防止剤;アルカリ金属塩化
物、アルカリ金属亜硝酸塩、低級トリアルカノールアミ
ンなどの硬化促進剤;ヒュームドシリカ、高級トリアル
カノールアミンなどの強度向上剤を与える添加剤水溶液
中に挿入することができる。市販の添加剤の多くは、2
次的性質として処理セメント組成物に空気連行性を与え
るので、本試薬はこの2次的性質に対抗して添加剤を改
良する量でそのような試薬に挿入、混合することができ
る。
メント又はペースト、モルタル又はコンクリート水硬化
セメント組成物中に挿入することができる。例えば主題
の試薬は、水硬セメントをクリンカー及び他の原料から
製造する時に容易に配合し、空気連行性の低い構造の形
成に使用することができる水硬セメントのドライブレン
ドを与えることができる。主題の試薬の必要な添加量が
少なく(従って含水量も低い)、蒸気圧が低いので、容
易に直接セメントに挿入することができる。別法とし
て、試薬の溶液を水和の水の一部として挿入することが
できる。試薬が水溶性であるため、そのような適用法を
容易に行うことができ、現在周知の試薬のような非混和
性の問題を起こさない。最後に本試薬は、セメント組成
物への他の必要な添加剤、例えばリグニンスルホネー
ト、ナフタレンスルホネート−ホルムアルデヒド縮合物
などの水減少剤;ポリアクリレートなどの超可塑剤;亜
硝酸カルシウムなどの腐食防止剤;アルカリ金属塩化
物、アルカリ金属亜硝酸塩、低級トリアルカノールアミ
ンなどの硬化促進剤;ヒュームドシリカ、高級トリアル
カノールアミンなどの強度向上剤を与える添加剤水溶液
中に挿入することができる。市販の添加剤の多くは、2
次的性質として処理セメント組成物に空気連行性を与え
るので、本試薬はこの2次的性質に対抗して添加剤を改
良する量でそのような試薬に挿入、混合することができ
る。
【0027】添加剤は、水溶液として供給、使用するの
が普通である。商業的用途で受け入れられているほとん
どの添加剤は、水溶液として適用され、従って水に対す
る高い溶解度及び高活性を持つことができる本試薬の能
力が、それを商業的用途において取り扱い易く及び適用
し易くしている。主題の試薬は、添加剤水溶液中で通常
約0.01%−約10%の濃度で単独の試薬として、又
は添加剤組成物で組み合わせた試薬のひとつとして存在
する。主題の空気脱離剤は、通常希薄添加剤溶液として
セメント又はセメント組成物に適用され、セメント固体
含有量に対して約0.0001−1%、好ましくは約
0.0001−0.1%、最も好ましくは約0.001
−0.05重量%の試薬固体(s/c)の添加量を与え
る。正確な必要添加量は、本空気脱離剤と一緒に用いる
特定の試薬、その試薬の添加量及び/又は所望の脱離度
に依存するであろう。添加量は、従来の実験及び試験に
より技術者が決定することができる。本空気脱離剤を他
の添加剤と組み合わせて用いる場合、本試薬は、通常使
用する他の添加剤1部当たり0.0001−10部、好
ましくは0.002−0.2重量部で存在する。脱泡剤
は一般に効果が強力であり、従って非常に少ない添加量
で用いる。水で希釈することができ、それによって少な
い添加量を均一に導入することができ、必要な使用のた
めの標準溶液に予備形成することができる試薬を得るこ
とが非常に望ましい。泡の形成を実質的に抑制するのに
必要な試薬の量は、使用する特定の試薬及び適用する水
溶液の特定の有機成分に依存する。本試薬は通常、有機
発泡成分に対する脱泡剤の重量比が約4:1から1:4
となる量で使用すると有効であり、約2:1−1:2が
好ましい。脱泡剤の正確な量は、簡単な試験により技術
者が容易に決定することができ、それは存在する特定の
有機発泡化合物、所望の脱泡の程度などに依存するであ
ろう。
が普通である。商業的用途で受け入れられているほとん
どの添加剤は、水溶液として適用され、従って水に対す
る高い溶解度及び高活性を持つことができる本試薬の能
力が、それを商業的用途において取り扱い易く及び適用
し易くしている。主題の試薬は、添加剤水溶液中で通常
約0.01%−約10%の濃度で単独の試薬として、又
は添加剤組成物で組み合わせた試薬のひとつとして存在
する。主題の空気脱離剤は、通常希薄添加剤溶液として
セメント又はセメント組成物に適用され、セメント固体
含有量に対して約0.0001−1%、好ましくは約
0.0001−0.1%、最も好ましくは約0.001
−0.05重量%の試薬固体(s/c)の添加量を与え
る。正確な必要添加量は、本空気脱離剤と一緒に用いる
特定の試薬、その試薬の添加量及び/又は所望の脱離度
に依存するであろう。添加量は、従来の実験及び試験に
より技術者が決定することができる。本空気脱離剤を他
の添加剤と組み合わせて用いる場合、本試薬は、通常使
用する他の添加剤1部当たり0.0001−10部、好
ましくは0.002−0.2重量部で存在する。脱泡剤
は一般に効果が強力であり、従って非常に少ない添加量
で用いる。水で希釈することができ、それによって少な
い添加量を均一に導入することができ、必要な使用のた
めの標準溶液に予備形成することができる試薬を得るこ
とが非常に望ましい。泡の形成を実質的に抑制するのに
必要な試薬の量は、使用する特定の試薬及び適用する水
溶液の特定の有機成分に依存する。本試薬は通常、有機
発泡成分に対する脱泡剤の重量比が約4:1から1:4
となる量で使用すると有効であり、約2:1−1:2が
好ましい。脱泡剤の正確な量は、簡単な試験により技術
者が容易に決定することができ、それは存在する特定の
有機発泡化合物、所望の脱泡の程度などに依存するであ
ろう。
【0028】以下の実施例は、説明の目的で示すもので
あり、添付するクレイムに対する制限を意味するもので
はない。他に明記しなければすべての部及びパーセント
は、重量による。
あり、添付するクレイムに対する制限を意味するもので
はない。他に明記しなければすべての部及びパーセント
は、重量による。
【0029】実施例では、種々のポルトランドセメント
を用い、その酸化物としての元素分析を下表Iに示す。
を用い、その酸化物としての元素分析を下表Iに示す。
【0030】
【表1】 表I 酸化物としての元素分析、質量% セメント Na2O K2O MgO CaO Al2O3 Fe2O3 SiO2 TiO2 SO3 LOI 合計 A 0.37 0.21 1.84 64.56 5.51 2.74 20.93 0.24 1.98 2.12 99.6 B <0.2 0.44 4.18 62.21 4.07 3.40 21.11 0.44 - 2.14 98.2 C 0.08 0.59 0.71 64.51 4.36 3.43 21.40 0.18 2.85 1.21 99.4 D 0.45 0.40 3.63 61.95 4.54 3.38 21.41 0.39 2.46 - 98.6
【0031】
【実施例】実施例I 2種類の水硬セメントを用いてモルタル混合物を製造し
た。モルタルを、ASTM C−185の方法に従って
成型し、空気含有量を調べた。各場合に、添加剤を含ま
ないモルタル混合物を成型した。各モルタル混合物の一
部に、その中のセメント重量に対して0.02重量%
の、周知の強度向上剤であるトリイソプロパノールアミ
ンを水和水の一部として加えた。各混合物の第2部分
に、0.01重量%のジブチルアミノ−2−ブタノール
(DBAB)を酢酸塩として含む強化向上剤を水和水の
一部として加えた。数種の試料を成型し、ASTM C
−185に従って調べ、各測定値の平均を下表に示す。
た。モルタルを、ASTM C−185の方法に従って
成型し、空気含有量を調べた。各場合に、添加剤を含ま
ないモルタル混合物を成型した。各モルタル混合物の一
部に、その中のセメント重量に対して0.02重量%
の、周知の強度向上剤であるトリイソプロパノールアミ
ンを水和水の一部として加えた。各混合物の第2部分
に、0.01重量%のジブチルアミノ−2−ブタノール
(DBAB)を酢酸塩として含む強化向上剤を水和水の
一部として加えた。数種の試料を成型し、ASTM C
−185に従って調べ、各測定値の平均を下表に示す。
【0032】強度向上剤は空気連行をかなり増加させ、
それは各場合共ブランク以下に減少した(空気連行を克
服し、さらに空気脱離をいくらか拡張した)。結果を下
表IIに示す。
それは各場合共ブランク以下に減少した(空気連行を克
服し、さらに空気脱離をいくらか拡張した)。結果を下
表IIに示す。
【0033】
【表2】 表II 空気含有量、% 試料 セメント 平均値 %変化 ブランク A 7.1 − 0.02%TIPA A 8.7 +22.5% 0.02%TIPA+ 0.01%DBAB A 6.0 −15.5% ブランク B 10.9 − 0.02%TIPA B 11.5 +5.5% 0.02%TIPA+ 0.01%DBAB B 10.6 −2.8% 実施例II モルタル組成物に加えるセメント添加剤が、ポリエチレ
ンオキシドポリアクリレートグラフトコポリマーから成
るセメント超可塑剤(ハイレンジ水減少剤)である以外
は実施例Iの方法に従った。結果は、超可塑剤をDBA
Bと組み合わせて使用すると空気連行がかなり減少する
ことを示した。
ンオキシドポリアクリレートグラフトコポリマーから成
るセメント超可塑剤(ハイレンジ水減少剤)である以外
は実施例Iの方法に従った。結果は、超可塑剤をDBA
Bと組み合わせて使用すると空気連行がかなり減少する
ことを示した。
【0034】
【表3】 空気含有量、% 試料 セメント 平均値 %変化 ブランク C 9.7 − 0.1%超可塑剤 C 12.7 +30.9% 0.1%+0.01%DBAB C 11.0 +13.4% 実施例III 使用する砂が以下の米国規格シーブサイズ分布を持つ等
級の砂である以外は、実施例Iに記載の方法と同一の方
法で試験を行った(通過):No.8/100%;N
o.12/88,8%,No.16/69.0%;N
o.30/55.1%;No.40/47.0%;N
o.50/36.7%;No.60/31.8%;N
o.80/27.5%;No.100/17.3%;N
o.140/5.43%;及びNo.200/0.9
%。このような砂を使用すると空気含有量の少ないモル
タルを与えることが周知である。0.02%s/c(試
薬固体/セメント固体)で強度向上剤トリイソプロパノ
ールアミンを加えると、空気含有量が劇的に増加する。
添加剤が0.02%の強度向上剤及び0.001%s/
cのジブチルアミノ−2−ブタノールの両方を含む場合
は、空気含有量がブランク標準以下に下がった。
級の砂である以外は、実施例Iに記載の方法と同一の方
法で試験を行った(通過):No.8/100%;N
o.12/88,8%,No.16/69.0%;N
o.30/55.1%;No.40/47.0%;N
o.50/36.7%;No.60/31.8%;N
o.80/27.5%;No.100/17.3%;N
o.140/5.43%;及びNo.200/0.9
%。このような砂を使用すると空気含有量の少ないモル
タルを与えることが周知である。0.02%s/c(試
薬固体/セメント固体)で強度向上剤トリイソプロパノ
ールアミンを加えると、空気含有量が劇的に増加する。
添加剤が0.02%の強度向上剤及び0.001%s/
cのジブチルアミノ−2−ブタノールの両方を含む場合
は、空気含有量がブランク標準以下に下がった。
【0035】
【表4】 表III ミーン フロー モルタル空気含有量、% 試料 % w/c 試験1 試験2 平均 ブランク 86 0.48 3.0 2.9 3.0 0.02%TIPA 91 0.48 5.5 5.4 5.5 0.02%TIPA1 92 0.48 5.5 5.4 5.5 0.02%TIPA+ 0.001%DBAB 87 0.48 2.6 2.6 2.6 0.02%TIPA+ 0.002%DBAB 93 0.48 3.2 3.2 3.21 最初の試験後の24時間の繰り返し試験 結果は、非常に少量の添加量が空気含有量の制御及び減
少に有効であることを示す。
少に有効であることを示す。
【0036】実施例IV 強度向上添加剤調剤の空気含有量を減少させるために、
本発明を代表する種々の空気脱離剤を使用する以外は、
実施例Iの方法を繰り返した。結果を下表IVに示す。
本発明を代表する種々の空気脱離剤を使用する以外は、
実施例Iの方法を繰り返した。結果を下表IVに示す。
【0037】
【表5】 表IV ミーン フロー 空気含有量、% 試料 1 % w/c 試験1 試験2 平均 ブランク 84 0.48 2.93 3.02 2.98 0.02%TIPA 91 0.48 5.44 5.47 5.46 0.02%TIPA+ 0.004%DBAB2 92 0.48 3.11 3.06 3.09 0.02%TIPA+ 0.004%DBAE2 92 0.48 3.45 3.50 3.48 0.02%TIPA+ 0.004%DEAE2 96 0.48 4.15 4.09 4.12 0.02%TIPA+ 0.004%BDEA2 93 0.48 3.62 3.73 3.67 1.セメントDを使用。
【0038】 2.DBAE=ジブチルアミノエタノール; DEAE=ジエチルアミノエタノール; BDEA=ブチルジエタノールアミン; DBAB=ジブチルアミノ−2−ブタノール。
【0039】実施例V それぞれ以下の成分処方から2種類のコンクリート組成
物を形成した:3539部のポルトランドセメントC、
9800部の粗骨材、7176部の微細骨材及び154
3部の水(w/c比が0.435)。いずれの場合も混
合法は、最初に粗及び微細骨材をミキサー(ランカスタ
ーミキサー、容量0.75立法フィート)に導入し、続
いて1分以内にセメントを入れ、1.75分で水を加え
る方法である。7.75分が経過するまで混合を続け
た。その後試料を採取し、スランプ及び塑性空気含有量
を測定した。12.5分で添加剤を導入した。ひとつの
バッチの添加剤は、0.2%s/cのリグニンスルホネ
ート水減少剤(33%水溶液、Reed SFX)であ
る。第2のバッチは、その中に溶解した酢酸との塩とし
てDBABを固体比率(リグニン/DBAB)100で
含む同様のリグニンスルホネート溶液(0.002%s
/c添加量)で処理した。その後2分間(開始から1
4.5分)及びさらに6分間(開始から20.25分)
混合を続け、各時点でスランプ及び空気含有量のための
試料を採取した。表Vの結果は、本空気脱離剤が容易に
添加剤水溶液と混合され、本来の添加剤の所望の性質
(この場合スランプ)を保ちながら空気含有量の減少し
たセメント組成物を与えることを示す。
物を形成した:3539部のポルトランドセメントC、
9800部の粗骨材、7176部の微細骨材及び154
3部の水(w/c比が0.435)。いずれの場合も混
合法は、最初に粗及び微細骨材をミキサー(ランカスタ
ーミキサー、容量0.75立法フィート)に導入し、続
いて1分以内にセメントを入れ、1.75分で水を加え
る方法である。7.75分が経過するまで混合を続け
た。その後試料を採取し、スランプ及び塑性空気含有量
を測定した。12.5分で添加剤を導入した。ひとつの
バッチの添加剤は、0.2%s/cのリグニンスルホネ
ート水減少剤(33%水溶液、Reed SFX)であ
る。第2のバッチは、その中に溶解した酢酸との塩とし
てDBABを固体比率(リグニン/DBAB)100で
含む同様のリグニンスルホネート溶液(0.002%s
/c添加量)で処理した。その後2分間(開始から1
4.5分)及びさらに6分間(開始から20.25分)
混合を続け、各時点でスランプ及び空気含有量のための
試料を採取した。表Vの結果は、本空気脱離剤が容易に
添加剤水溶液と混合され、本来の添加剤の所望の性質
(この場合スランプ)を保ちながら空気含有量の減少し
たセメント組成物を与えることを示す。
【0040】
【表6】 表V 添加剤 性質 リグニン+ スランプ混合時間(分) リグニン DBAB (インチ) 塑性空気(%) 0 − − − − 7.75 − − 1.25 0.9 12.50 添加剤なし 14.50 x 6.75 6.5 14.50 x 5.50 2.8 20.25 x 5.25 4.6 20.25 x 3.00 1.7
【図1】図1は、N,N−ジブチルアミノ−2−ブタノ
ール化合物の核磁気共鳴スペクトルを示す。
ール化合物の核磁気共鳴スペクトルを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−41338(JP,A) 特開 平2−43270(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 24/12 C04B 103:50 B01D 19/04
Claims (10)
- 【請求項1】 空気連行性の低い構造を形成することが
できる水硬セメント組成物において、水硬セメント及び
セメントに対して0.0001−1重量%の、次式 【化1】 [式中R1は、C2−C6ヒドロキシアルキル又は水素で
あり;R2は、C2−C6ヒドロキシアルキル又はC2−C
10アルキル基であり、R1が水素の場合R2はC2−C6ヒ
ドロキシアルキルであり;R3は、C10−C8アルキル基
であり;HXは、塩を形成する無機あるいは有機酸であ
る]で表されるアミンを含むことを特徴とする組成物。 - 【請求項2】 請求項1に記載の組成物において、各ヒ
ドロキシアルキル基を独立にC2−C5ヒドロキシアルキ
ルから選び、各アルキル基を独立にC2−C8アルキルか
ら選ぶことを特徴とする組成物。 - 【請求項3】 請求項2に記載の組成物において、アミ
ンがジブチル−1−アミノ−2−ブタノールであること
を特徴とする組成物。 - 【請求項4】 請求項1に記載の組成物において、アミ
ンがセメントに対して0.001−0.05重量%で存
在することを特徴とする組成物。 - 【請求項5】 請求項3に記載の組成物において、アミ
ンがセメントに対して0.001−0.05重量%で存
在することを特徴とする組成物。 - 【請求項6】 セメント組成物のための添加混合剤にお
いて、次式 【化2】 [式中R1は、C2−C6ヒドロキシアルキル基又は水素
であり;R2は、C2−C6ヒドロキシアルキル又はC2−
C10アルキル基であり、R1が水素の場合R2はC2−C6
ヒドロキシアルキル基であり;R3は、C2−C10アルキ
ル基であり、HXは、塩を形成する無機あるいは有機酸
である]で表されるアルキル化アミン塩を約0.01−
約10%含む、pHが約6−約8の水溶液、及びセメン
ト水減少剤、超可塑剤、腐食防止剤、硬化促進剤又は強
度向上剤から選ばれた少なくとも1種のセメント添加剤
を含み、該アミン塩及び少なくとも1種類のセメント添
加剤が約0.0001−10の比率で存在することを特
徴とする混合剤。 - 【請求項7】 請求項6に記載の混合剤において、アミ
ンがジブチル−1−アミノ−2−ブタノールであること
を特徴とする混合剤。 - 【請求項8】 有機化合物の発泡水溶液の脱泡法におい
て、該発泡溶液を実質的に発泡の抑制に有効な量のジブ
チルアミノブタノール塩と接触させる段階を含むことを
特徴とする方法。 - 【請求項9】 請求項8に記載の方法において、アミン
塩が無機酸又はC1−C5アルカン酸を用いて形成した実
質的に中性の塩であり、該溶液のpHが約5−約7であ
ることを特徴とする方法。 - 【請求項10】 請求項8に記載の方法において、アミ
ンが1−(ジブチルアミノ)−2−ブタノールであるこ
とを特徴とする方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US718051 | 1991-06-20 | ||
| US07/718,051 US5156679A (en) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Air-detrainer for hydraulic cement compositions |
| US74705191A | 1991-08-19 | 1991-08-19 | |
| US747051 | 1991-08-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07172887A JPH07172887A (ja) | 1995-07-11 |
| JP3224276B2 true JP3224276B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18606192A Expired - Fee Related JP3224276B2 (ja) | 1991-06-20 | 1992-06-19 | セメント添加剤及び脱泡剤 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3224276B2 (ja) |
| KR (1) | KR930000418A (ja) |
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| AU (1) | AU648002B2 (ja) |
| CA (1) | CA2071734A1 (ja) |
| DE (1) | DE69213355T2 (ja) |
| ES (1) | ES2092044T3 (ja) |
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| JP3339619B2 (ja) * | 1997-03-28 | 2002-10-28 | 太平洋セメント株式会社 | セメント系材料の添加剤、及びセメント系材料 |
| FR2784373B1 (fr) * | 1998-10-09 | 2000-12-15 | Chryso Sas | Adjuvant liquide et compositions de ciment |
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