JPH07100606B2 - ミクロシリカスラリ−及びその製造方法 - Google Patents
ミクロシリカスラリ−及びその製造方法Info
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- JPH07100606B2 JPH07100606B2 JP11263687A JP11263687A JPH07100606B2 JP H07100606 B2 JPH07100606 B2 JP H07100606B2 JP 11263687 A JP11263687 A JP 11263687A JP 11263687 A JP11263687 A JP 11263687A JP H07100606 B2 JPH07100606 B2 JP H07100606B2
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はミクロシリカスラリー及びその製造方法に関す
るものである。さらに詳細には、本発明は高濃度のミク
ロシリカを含有する安定な水性ミクロシリカスラリー及
びかかるスラリーの製造方法に関するものである。
るものである。さらに詳細には、本発明は高濃度のミク
ロシリカを含有する安定な水性ミクロシリカスラリー及
びかかるスラリーの製造方法に関するものである。
本明細書中で用いる場合に、“ミクロシリカ”という用
語は、微粒子状の、無定形、ポゾラン二酸化けい素を意
味する。ミクロシリカ粒子は一般に1ミクロン未満の平
均直径を有する、きわめて細かい微小球体である。好適
なミクロシリカは、電気炉中での金属けい素、フェロシ
リコン、又はその他の種類の金属合金の製造における副
生物として取得される凝縮したシリカ煙霧である。凝縮
したシリカ煙霧は通常は重量で少なくとも65%の二酸化
けい素を含有している。本発明の目的に対しては、凝縮
したシリカ煙霧は重量で少なくとも85%の二酸化けい素
を包含することが好ましい。凝縮したシリカ煙霧、その
製造、化学的組成及び用途についての詳細な議論に対し
ては、カナダケベック州シャーブルーク、シャーブルー
ク大学によって1983年に出版された“凝縮シリカ煙霧”
と題する論文を参照すべきである。
語は、微粒子状の、無定形、ポゾラン二酸化けい素を意
味する。ミクロシリカ粒子は一般に1ミクロン未満の平
均直径を有する、きわめて細かい微小球体である。好適
なミクロシリカは、電気炉中での金属けい素、フェロシ
リコン、又はその他の種類の金属合金の製造における副
生物として取得される凝縮したシリカ煙霧である。凝縮
したシリカ煙霧は通常は重量で少なくとも65%の二酸化
けい素を含有している。本発明の目的に対しては、凝縮
したシリカ煙霧は重量で少なくとも85%の二酸化けい素
を包含することが好ましい。凝縮したシリカ煙霧、その
製造、化学的組成及び用途についての詳細な議論に対し
ては、カナダケベック州シャーブルーク、シャーブルー
ク大学によって1983年に出版された“凝縮シリカ煙霧”
と題する論文を参照すべきである。
水硬セメント、コンクリート、グラウトなど中の強度増
進性添加剤としてミクロシリカを使用することは公知で
ある。ミクロシリカは、セメント組成物中に存在する石
灰と反応して向上した性質をもたらすポゾラン試薬とし
て機能する。特に硬化組成物の圧縮強度、密度、及び不
透過性をミクロシリカの添加によって、実質的に増大さ
せることができる。
進性添加剤としてミクロシリカを使用することは公知で
ある。ミクロシリカは、セメント組成物中に存在する石
灰と反応して向上した性質をもたらすポゾラン試薬とし
て機能する。特に硬化組成物の圧縮強度、密度、及び不
透過性をミクロシリカの添加によって、実質的に増大さ
せることができる。
コンクリート工業における大規模な商業的使用のために
は、たとえばポンプによって輸送でき且つコンクリート
スラリーの製造に際して具合良く分散させることができ
る、安全な容易に取扱いできる形態でミクロシリカを提
供することが必要である。これらの必要条件は、水性の
スラリー形態、すなわち、水に基づく基剤媒体中に分散
又は懸濁させたミクロシリカの提供によって、もっとも
容易に適合させることができる。このようなスラリーは
粉塵を排除し且つコンクリート混合物の製造のために具
合良く輸送及び分散させることがてきる。
は、たとえばポンプによって輸送でき且つコンクリート
スラリーの製造に際して具合良く分散させることができ
る、安全な容易に取扱いできる形態でミクロシリカを提
供することが必要である。これらの必要条件は、水性の
スラリー形態、すなわち、水に基づく基剤媒体中に分散
又は懸濁させたミクロシリカの提供によって、もっとも
容易に適合させることができる。このようなスラリーは
粉塵を排除し且つコンクリート混合物の製造のために具
合良く輸送及び分散させることがてきる。
輸送及び貯蔵の費用を最小限とするために、高い固体濃
度を有する、すなわち、重量で少なくとも50%のミクロ
シリカ粒子を有するミクロシリカスラリーを用いること
が望ましい。上記の費用の考慮に加えて、このような高
濃度スラリーは当該用途に対して必要なスラリーの容量
を最小限とし、それによってコンクリートミキサーの諸
元の最低の変更を必要とするのみであるという有利性を
有している。
度を有する、すなわち、重量で少なくとも50%のミクロ
シリカ粒子を有するミクロシリカスラリーを用いること
が望ましい。上記の費用の考慮に加えて、このような高
濃度スラリーは当該用途に対して必要なスラリーの容量
を最小限とし、それによってコンクリートミキサーの諸
元の最低の変更を必要とするのみであるという有利性を
有している。
ミクロシリカスラリーは放置するとゲル化するというこ
と及びゲル化の傾向はミクロシリカ粒子濃度の増大と共
に増大する傾向があるということは公知である。特に、
50%又はそれ以上の範囲のミクロシリカ濃度において
は、非ゲル化スラリーを調製することは困難であり、且
つ比較的純度の低いミクロシリカ副生物材料において
は、特に困難であることが認められている。コンクリー
ト工業における使用は一般に、典型的には数週間を越え
る輸送と貯蔵を必要とするから、ゲルは特に問題とな
る。それ故、少なくともコンクリート混合物としてのス
ラリーの使用において遭遇する一般的な輸送と貯蔵期間
にわたって安定である高濃度のミクロシリカスラリーを
製造することは望ましいことである。
と及びゲル化の傾向はミクロシリカ粒子濃度の増大と共
に増大する傾向があるということは公知である。特に、
50%又はそれ以上の範囲のミクロシリカ濃度において
は、非ゲル化スラリーを調製することは困難であり、且
つ比較的純度の低いミクロシリカ副生物材料において
は、特に困難であることが認められている。コンクリー
ト工業における使用は一般に、典型的には数週間を越え
る輸送と貯蔵を必要とするから、ゲルは特に問題とな
る。それ故、少なくともコンクリート混合物としてのス
ラリーの使用において遭遇する一般的な輸送と貯蔵期間
にわたって安定である高濃度のミクロシリカスラリーを
製造することは望ましいことである。
発明の要約 本発明は、それ故、重量で50%を越える固体含量を有し
且つ長期間にわたって安定である、水に基づくミクロシ
リカスラリーを目的とする。本発明のミクロシリカスラ
リーの安定性は、少なくともコンクリート混合物として
の工業的な使用において遭遇する典型的な輸送及び貯蔵
期間にわたって、スラリーがゲル化しないか、又は攪拌
によって逆もどりさせることができる最低限のゲル化を
生じるに過ぎないというようなものである。それ故、本
発明のスラリーは、調製後少なくとも約2週間にわたっ
て、このような安定性を有し且つ一般には、少なくとも
約30日にわたってこのような安定性を有している。
且つ長期間にわたって安定である、水に基づくミクロシ
リカスラリーを目的とする。本発明のミクロシリカスラ
リーの安定性は、少なくともコンクリート混合物として
の工業的な使用において遭遇する典型的な輸送及び貯蔵
期間にわたって、スラリーがゲル化しないか、又は攪拌
によって逆もどりさせることができる最低限のゲル化を
生じるに過ぎないというようなものである。それ故、本
発明のスラリーは、調製後少なくとも約2週間にわたっ
て、このような安定性を有し且つ一般には、少なくとも
約30日にわたってこのような安定性を有している。
本発明に従って、これらの安定なミクロシリカスラリー
は、高固体含量のスラリー中にミクロシリカのための陰
イオン分散剤及びミクロシリカ中の多価陽イオン不純物
をキレートすることができるキレート剤を混入し、且つ
さらにスラリーのpHを約5.0〜8.5の範囲内に調節するこ
とによって製造することができる。
は、高固体含量のスラリー中にミクロシリカのための陰
イオン分散剤及びミクロシリカ中の多価陽イオン不純物
をキレートすることができるキレート剤を混入し、且つ
さらにスラリーのpHを約5.0〜8.5の範囲内に調節するこ
とによって製造することができる。
本発明はさらに、水性の媒体を用意し、水性の媒体に陰
イオン分散剤とキレート剤を添加し、水性媒体のpHをミ
クロシリカの添加後に水性の媒体のpHが少なくとも約5.
0となるように調節し、pHの調節後にミクロシリカ固体
を添加し、そののちに、必要に応じ、pHを5.0〜8.5の範
囲内に下方に調節することから成る安定なミクロシリカ
スラリーを製造するための方法を目的とする。本発明の
方法は局部的な高pHの区域へのミクロシリカの暴露を回
避し、かくしてミクロシリカの局部的なゲル化を具合よ
く避けることができるということが認められた。これは
低剪断ミキサーを使用して高濃度スラリーを調製するこ
とを可能とし、装置の価格と保守に関しても利点を提供
する。
イオン分散剤とキレート剤を添加し、水性媒体のpHをミ
クロシリカの添加後に水性の媒体のpHが少なくとも約5.
0となるように調節し、pHの調節後にミクロシリカ固体
を添加し、そののちに、必要に応じ、pHを5.0〜8.5の範
囲内に下方に調節することから成る安定なミクロシリカ
スラリーを製造するための方法を目的とする。本発明の
方法は局部的な高pHの区域へのミクロシリカの暴露を回
避し、かくしてミクロシリカの局部的なゲル化を具合よ
く避けることができるということが認められた。これは
低剪断ミキサーを使用して高濃度スラリーを調製するこ
とを可能とし、装置の価格と保守に関しても利点を提供
する。
本発明はさらに本発明のミクロシリカスラリーを含有す
る水硬セメント組成物を目的とする。
る水硬セメント組成物を目的とする。
発明の詳細な説明 本発明に従って、前記のような高固形物ミクロシリカス
ラリーの最高の安定化は、スラリー中に陰イオン性のミ
クロシリカに対する分散剤とミクロシリカ中の1種以上
の多価陽イオン性不純物をキレートすることができるキ
レート剤を混入し、且つスラリーのpHを約5.0〜8.5の範
囲内に調製することによって達成することができるとい
うことが見出された。本発明によって達成される安定化
は、比較的広い種類のミクロシリカの安定なスラリーの
製造を可能とする。かくして、金属けい素の製造の凝縮
シリカ煙霧副生物(いわゆる“100%シリカ煙霧”)の
ような、比較的純粋なミクロシリカのほかに、たとえば
75%フェロシリコン製造の凝縮シリカ煙霧副生物のよう
な、比較的純度の低いミクロシリカをも本発明のスラリ
ーにおいて使用することができる。
ラリーの最高の安定化は、スラリー中に陰イオン性のミ
クロシリカに対する分散剤とミクロシリカ中の1種以上
の多価陽イオン性不純物をキレートすることができるキ
レート剤を混入し、且つスラリーのpHを約5.0〜8.5の範
囲内に調製することによって達成することができるとい
うことが見出された。本発明によって達成される安定化
は、比較的広い種類のミクロシリカの安定なスラリーの
製造を可能とする。かくして、金属けい素の製造の凝縮
シリカ煙霧副生物(いわゆる“100%シリカ煙霧”)の
ような、比較的純粋なミクロシリカのほかに、たとえば
75%フェロシリコン製造の凝縮シリカ煙霧副生物のよう
な、比較的純度の低いミクロシリカをも本発明のスラリ
ーにおいて使用することができる。
凝縮したシリカ煙霧は異なる量の多価陽イオン不純物、
たとえば、鉄、アルミニウム、カルシウム、亜鉛及びマ
グネシウムを含有している。本発明に従って、ミクロシ
リカ中の少なくとも1種の多価陽イオン性不純物をキレ
ートすることができるキレート剤をスラリー中に含有さ
せる。キレート剤は多種類の多価陽イオン性不純物をキ
レートすることができるものであることがもっとも好ま
しい。達成される多価陽イオン性不純物の錯化は、最高
のスラリー安定化の達成における必須の要因であること
が認められている。
たとえば、鉄、アルミニウム、カルシウム、亜鉛及びマ
グネシウムを含有している。本発明に従って、ミクロシ
リカ中の少なくとも1種の多価陽イオン性不純物をキレ
ートすることができるキレート剤をスラリー中に含有さ
せる。キレート剤は多種類の多価陽イオン性不純物をキ
レートすることができるものであることがもっとも好ま
しい。達成される多価陽イオン性不純物の錯化は、最高
のスラリー安定化の達成における必須の要因であること
が認められている。
多価陽イオンに対するキレート剤は、いうまでもなく公
知である。本発明において使用することができるキレー
ト剤としては、たとえば、アミノカルボン酸、たとえば
エチレンジアミン四酢酸(EDTA);1,3−ジケトン、たと
えば、アセチルアセトン;ヒドロキシカルボン酸、たと
えば、くえん酸、酒石酸;ヒドロキシカルボン酸のほう
酸エステル及びそれらの塩、たとえば、ほうグルコン
酸、ほうグルコン酸カルシウム;ポリアミンたとえば、
エチレンジアミン;オキシム、たとえば、ジメチルグリ
オキシム;ポリスルホン酸、たとえば、エチレンジアミ
ン四(メチレンホスホン酸)及びヘキシレンジアミン
(メチレンホスホン酸)及びポリホスホネートがある。
本発明においては2種以上のキレート剤の組合わせを使
用することもできる。
知である。本発明において使用することができるキレー
ト剤としては、たとえば、アミノカルボン酸、たとえば
エチレンジアミン四酢酸(EDTA);1,3−ジケトン、たと
えば、アセチルアセトン;ヒドロキシカルボン酸、たと
えば、くえん酸、酒石酸;ヒドロキシカルボン酸のほう
酸エステル及びそれらの塩、たとえば、ほうグルコン
酸、ほうグルコン酸カルシウム;ポリアミンたとえば、
エチレンジアミン;オキシム、たとえば、ジメチルグリ
オキシム;ポリスルホン酸、たとえば、エチレンジアミ
ン四(メチレンホスホン酸)及びヘキシレンジアミン
(メチレンホスホン酸)及びポリホスホネートがある。
本発明においては2種以上のキレート剤の組合わせを使
用することもできる。
安定なスラリーを提供するキレート剤の量はミクロシリ
カの種類、ミクロシリカ中の多価陽イオン性不純物の種
類と量、スラリー中に存在する分散剤の種類の量、及び
スラリーのpHに依存する。通常はミクロシリカの重量に
基づいて重量で少なくとも約0.01%のキレート剤を使用
する。一般に有用な重量濃度範囲は、ミクロシリカの重
量に基づいて、約0.01〜3.0%である。十分な安定性を
有するスラリーは、pHが約5.0〜6.5の範囲であるとき
は、比較的僅かな量のキレート剤を用いて取得すること
ができる。それよりも高いpH水準においては、一般に、
比較的多量のキレート剤を使用する。たとえば、約6.5
を越えるpHにおいては、重量で少なくとも約0.05%のミ
クロシリカ剤を使用する。pHが約7.5よりも高い場合に
は通常は重量で少なくとも約0.1%の量が好ましい。
カの種類、ミクロシリカ中の多価陽イオン性不純物の種
類と量、スラリー中に存在する分散剤の種類の量、及び
スラリーのpHに依存する。通常はミクロシリカの重量に
基づいて重量で少なくとも約0.01%のキレート剤を使用
する。一般に有用な重量濃度範囲は、ミクロシリカの重
量に基づいて、約0.01〜3.0%である。十分な安定性を
有するスラリーは、pHが約5.0〜6.5の範囲であるとき
は、比較的僅かな量のキレート剤を用いて取得すること
ができる。それよりも高いpH水準においては、一般に、
比較的多量のキレート剤を使用する。たとえば、約6.5
を越えるpHにおいては、重量で少なくとも約0.05%のミ
クロシリカ剤を使用する。pHが約7.5よりも高い場合に
は通常は重量で少なくとも約0.1%の量が好ましい。
分散剤は一般に、微細な固体が水性の媒体中で凝集又は
沈降することを抑制又は防止して、それを懸濁状態に持
ち来すことができる材料の部類として定義する。ミクロ
シリカに対してこのように作用することができる、どの
ような陰イオン性材料をも本発明において使用すること
ができる。本発明において使用するために適する陰イオ
ン分散剤は、リグノスルホン酸塩;アリールスルホン酸
−ホルムアルデヒド縮合重合体及びその塩、たとえば、
ナトリウム又はカリウムで中和したナフタレンスルホン
酸−ホルムアルデヒド縮合物;及びエチレン的に重合で
きるカルボン酸の重合体及びその塩、たとえばアクリル
酸及びメタクリル酸の単独重合体及び共重合体並びに部
分的に又は完全に中和したそれらの塩類を包含する。好
適な分散剤は中和したナフタレンスルホン酸塩−ホルム
アルデヒド縮合重合体である。
沈降することを抑制又は防止して、それを懸濁状態に持
ち来すことができる材料の部類として定義する。ミクロ
シリカに対してこのように作用することができる、どの
ような陰イオン性材料をも本発明において使用すること
ができる。本発明において使用するために適する陰イオ
ン分散剤は、リグノスルホン酸塩;アリールスルホン酸
−ホルムアルデヒド縮合重合体及びその塩、たとえば、
ナトリウム又はカリウムで中和したナフタレンスルホン
酸−ホルムアルデヒド縮合物;及びエチレン的に重合で
きるカルボン酸の重合体及びその塩、たとえばアクリル
酸及びメタクリル酸の単独重合体及び共重合体並びに部
分的に又は完全に中和したそれらの塩類を包含する。好
適な分散剤は中和したナフタレンスルホン酸塩−ホルム
アルデヒド縮合重合体である。
キレート剤におけると同様に、本発明の安定なスラリー
を提供する分散剤の量は、ミクロシリカの種類、スラリ
ーのpH及びキレート剤の種類と量に依存する。通常はミ
クロシリカの重量に基づいて、重量の少なくとも約0.00
5%の分散剤を使用する。一般に、使用することができ
る分散剤の量に対する制限はなく、実際に、スラリーの
最高の安定性のために必要である量を越える分散剤の過
剰量を、コンクリート添加剤として有利に使用すること
ができる。たとえば、このような分散剤の過剰量は、ミ
クロシリカの均一な分散を一層容易に達成するようにコ
ンクリートスラリー中へのミクロシリカスラリーの混合
を促進することができ且つ、その上に、セメント分散剤
又は水量低下剤として機能することができる。しかしな
がら、大部分の用途に対しては、重量で約3%の量の分
散剤が実際的で且つ経済的な上限を与え且つ申し分のな
い安定性は一般に重量で2%未満の量で達成される。キ
レート剤におけると同様に、pH範囲の比較的低いほうの
限界においては比較的低い分散剤の濃度がもっとも適し
ている。かくして十分な量のキレート剤の使用を伴なう
限りは、約5.0〜7.0のpHにおいて重量で約0.005〜0.05
%の分散剤を使用することが適当である。約7.0〜8.5の
pH水準においては約0.05%を越える量の分散剤が好まし
い。7.0又はそれ以上のpH水準に対して特に好適な組合
わせは、キレート剤と分散剤の両者に対して重量で約0.
1%である。
を提供する分散剤の量は、ミクロシリカの種類、スラリ
ーのpH及びキレート剤の種類と量に依存する。通常はミ
クロシリカの重量に基づいて、重量の少なくとも約0.00
5%の分散剤を使用する。一般に、使用することができ
る分散剤の量に対する制限はなく、実際に、スラリーの
最高の安定性のために必要である量を越える分散剤の過
剰量を、コンクリート添加剤として有利に使用すること
ができる。たとえば、このような分散剤の過剰量は、ミ
クロシリカの均一な分散を一層容易に達成するようにコ
ンクリートスラリー中へのミクロシリカスラリーの混合
を促進することができ且つ、その上に、セメント分散剤
又は水量低下剤として機能することができる。しかしな
がら、大部分の用途に対しては、重量で約3%の量の分
散剤が実際的で且つ経済的な上限を与え且つ申し分のな
い安定性は一般に重量で2%未満の量で達成される。キ
レート剤におけると同様に、pH範囲の比較的低いほうの
限界においては比較的低い分散剤の濃度がもっとも適し
ている。かくして十分な量のキレート剤の使用を伴なう
限りは、約5.0〜7.0のpHにおいて重量で約0.005〜0.05
%の分散剤を使用することが適当である。約7.0〜8.5の
pH水準においては約0.05%を越える量の分散剤が好まし
い。7.0又はそれ以上のpH水準に対して特に好適な組合
わせは、キレート剤と分散剤の両者に対して重量で約0.
1%である。
上記の説明から、比較的低いpH水準、たとえば約5.0〜
6.5が、最低量のキレート剤と分散剤の両者を用いて安
定なスラリーを調製することができるという点では好適
である。しかしながら、酸性のpHは金属製の貯蔵タンク
における腐食の可能性という欠点をもたらす。その上、
水硬セメント混合物としては比較的高いpHのスラリーを
用いることが、それが一般に高pHのセメントスラリーの
pH変化を最小限とするという理由で、好適である。それ
故、スラリーのゲル化に対する比較的大きな傾向にかか
わらず、約7.0以上のpHが好適なことが多い。かくし
て、この比較的高いpH値においては、特に、それぞれ重
量で少なくとも0.1%の好適濃度にあるキレート剤と分
散剤の組合わせが、水硬セメント混合物として使用する
目的の安定なスラリーを提供するために特に有利であり
且つ望ましいことである。
6.5が、最低量のキレート剤と分散剤の両者を用いて安
定なスラリーを調製することができるという点では好適
である。しかしながら、酸性のpHは金属製の貯蔵タンク
における腐食の可能性という欠点をもたらす。その上、
水硬セメント混合物としては比較的高いpHのスラリーを
用いることが、それが一般に高pHのセメントスラリーの
pH変化を最小限とするという理由で、好適である。それ
故、スラリーのゲル化に対する比較的大きな傾向にかか
わらず、約7.0以上のpHが好適なことが多い。かくし
て、この比較的高いpH値においては、特に、それぞれ重
量で少なくとも0.1%の好適濃度にあるキレート剤と分
散剤の組合わせが、水硬セメント混合物として使用する
目的の安定なスラリーを提供するために特に有利であり
且つ望ましいことである。
ミクロシリカスラリーのpHについての本明細書中の記述
は調製の時点におけるスラリーのpHについてである。pH
は酸又は塩基の添加によって調節することができ、通常
の鉱酸と有機酸及びアルカリ金属水酸化物が一般に使用
される。
は調製の時点におけるスラリーのpHについてである。pH
は酸又は塩基の添加によって調節することができ、通常
の鉱酸と有機酸及びアルカリ金属水酸化物が一般に使用
される。
本発明の方法面においては、塩基によるpH調節は、水性
媒体へのミクロシリカの添加以前に行なう。適当なpH調
節は比較的簡単な試行錯誤実験によって経験的に決定す
ることができる。
媒体へのミクロシリカの添加以前に行なう。適当なpH調
節は比較的簡単な試行錯誤実験によって経験的に決定す
ることができる。
本発明の方法によれば、水性の媒体を用意し、スラリー
の安定化に対して望ましい量で陰イオン分散剤とキレー
ト剤を水性の媒体中に混入し、水性媒体のスラリーのpH
をミクロシリカの添加後にpHが少なくとも約5.0となる
ような具合に調節し、水性の媒体にミクロシリカを添加
し、且つミクロシリカの添加後に必要に応じ水性の媒体
のpHを約5.0〜8.5の範囲内に下方に調節することによっ
て調製する。ミクロシリカの添加前の水性の媒体のpHは
分散剤又はキレート剤の添加前又は添加後に調節するこ
とができる。
の安定化に対して望ましい量で陰イオン分散剤とキレー
ト剤を水性の媒体中に混入し、水性媒体のスラリーのpH
をミクロシリカの添加後にpHが少なくとも約5.0となる
ような具合に調節し、水性の媒体にミクロシリカを添加
し、且つミクロシリカの添加後に必要に応じ水性の媒体
のpHを約5.0〜8.5の範囲内に下方に調節することによっ
て調製する。ミクロシリカの添加前の水性の媒体のpHは
分散剤又はキレート剤の添加前又は添加後に調節するこ
とができる。
ミクロシリカ固体を分散させるためには任意の適当な混
合手段を用いることができる。前記のように、ミクロシ
リカの添加以前のpHの予備調節による局部的な高いpHの
区域の排除は局部的なゲル化を防ぎ、かくして低剪断ミ
キサーの使用を可能とする。このようなミキサーは一般
に高剪断ミキサーよりも比較的価格が低く且つ保守が容
易であるという点で好ましい。
合手段を用いることができる。前記のように、ミクロシ
リカの添加以前のpHの予備調節による局部的な高いpHの
区域の排除は局部的なゲル化を防ぎ、かくして低剪断ミ
キサーの使用を可能とする。このようなミキサーは一般
に高剪断ミキサーよりも比較的価格が低く且つ保守が容
易であるという点で好ましい。
固体に対する基剤として用いる水性媒体は一般に100%
の水である。所望によっては、たとえばアルコールのよ
うな水と混和性の液体を水と混合して用いることができ
る。
の水である。所望によっては、たとえばアルコールのよ
うな水と混和性の液体を水と混合して用いることができ
る。
本発明をさらに以下の実施例によって説明し且つ例証す
る。これらの実施例中で、ミクロシリカの重量百分率は
スラリーの重量に基づき且つキレート剤と分散剤の重量
百分率はミクロシリカの重量に基づいている。
る。これらの実施例中で、ミクロシリカの重量百分率は
スラリーの重量に基づき且つキレート剤と分散剤の重量
百分率はミクロシリカの重量に基づいている。
実施例1 100mlの水に対して0.75gのEDTA及びWRDA−19の商品名下
にW.R.グレースアンドカンパニーから市販されている中
和したナフタレンスルホン酸塩−ホルムアルデヒド縮合
物の41.4%水溶液3.61gを添加した。10.6mlの0.1N水酸
化ナトリウム溶液を加えてpHを11.4とした、レイノルズ
メタルズカンパニーから取得した150gの濃縮シリカ煙霧
を低剪断混合によって加えた。数分間の連続的な混合後
に、6.6のpHを有するシリカ煙霧の均一スラリーを得
た。このスラリーは調製の翌日に測定して50センチポア
ズの粘度を有しており、調製の7日後には110センチポ
アズの粘度を有していた(ブルックフィールド回転粘度
計、スピンドル速度30rpm、#3スピンドル)。
にW.R.グレースアンドカンパニーから市販されている中
和したナフタレンスルホン酸塩−ホルムアルデヒド縮合
物の41.4%水溶液3.61gを添加した。10.6mlの0.1N水酸
化ナトリウム溶液を加えてpHを11.4とした、レイノルズ
メタルズカンパニーから取得した150gの濃縮シリカ煙霧
を低剪断混合によって加えた。数分間の連続的な混合後
に、6.6のpHを有するシリカ煙霧の均一スラリーを得
た。このスラリーは調製の翌日に測定して50センチポア
ズの粘度を有しており、調製の7日後には110センチポ
アズの粘度を有していた(ブルックフィールド回転粘度
計、スピンドル速度30rpm、#3スピンドル)。
実施例2 重量で60%のミクロシリカ、重量で1%の中和したナフ
タレンスルホン酸塩−ホルムアルデヒド縮合重合体(WR
DA−19)及び下記の“低”重量百分率Aと“高”重量百
分率Bとして使用したキレート剤を含有する一連の本発
明のスラリーを調製した: キレート剤 重量百分率A 重量百分率B EDTA 0.1 1.0 くえん酸 0.088 0.88 デケスト2041* 0.12 1.2 * モンサント社のエチレンジアミンテトラ(メチレンリ
ン酸) 各キレート剤の重量百分率は、ほぼ等価の量のキレート
部位を与えるように選んだ。
タレンスルホン酸塩−ホルムアルデヒド縮合重合体(WR
DA−19)及び下記の“低”重量百分率Aと“高”重量百
分率Bとして使用したキレート剤を含有する一連の本発
明のスラリーを調製した: キレート剤 重量百分率A 重量百分率B EDTA 0.1 1.0 くえん酸 0.088 0.88 デケスト2041* 0.12 1.2 * モンサント社のエチレンジアミンテトラ(メチレンリ
ン酸) 各キレート剤の重量百分率は、ほぼ等価の量のキレート
部位を与えるように選んだ。
WRDA−19とキレート剤を水に加え、ミクロシリカの添加
後のpH値が約6.5〜7.0となるような量の塩基の添加によ
ってpHを調節したのち、低剪断混合によってミクロシリ
カを添加して均一なスラリーを得た。ミクロシリカ添加
前に調節したpH値は、使用したキレート剤及びその量に
依存して、約9.5〜12の範囲で変化した。
後のpH値が約6.5〜7.0となるような量の塩基の添加によ
ってpHを調節したのち、低剪断混合によってミクロシリ
カを添加して均一なスラリーを得た。ミクロシリカ添加
前に調節したpH値は、使用したキレート剤及びその量に
依存して、約9.5〜12の範囲で変化した。
これらのスラリーとの比較のために、ミクロシリカの
み、ミクロシリカと高及び低重量百分率のキレート剤、
及びミクロシリカと1.0%WRDA−19を含有する、別の一
連の60%ミクロシリカスラリーを調製した。
み、ミクロシリカと高及び低重量百分率のキレート剤、
及びミクロシリカと1.0%WRDA−19を含有する、別の一
連の60%ミクロシリカスラリーを調製した。
ミクロシリカは、ペンシルバニア州ピッツバーグ、エル
ケムケミカルズ社から入手した、凝縮シリカ煙霧(“CS
F")であった。
ケムケミカルズ社から入手した、凝縮シリカ煙霧(“CS
F")であった。
スラリーの流動性と安定性の尺度として、調製の24時間
後と7日後に、粘度測定を行なった。測定はブルックフ
ィールド回転粘度計を用いて室温で行なった。30rpmス
ピンドル速度で#3スピンドルを用いて速度したセンチ
ポアズ粘度を第1表に示す。
後と7日後に、粘度測定を行なった。測定はブルックフ
ィールド回転粘度計を用いて室温で行なった。30rpmス
ピンドル速度で#3スピンドルを用いて速度したセンチ
ポアズ粘度を第1表に示す。
第1表の測定粘度は、ミクロシリカスラリーのゲル化傾
向を指示する。原則として、約500センチポアズ未満の
粘度を有するスラリーは申し分のない安定性を有してい
た。かくして、これらのスラリーのゲル化傾向は、スラ
リーが流動性を保つか又は最低限度にゲル化するのみで
攪拌によって流動状態にもどしなおすことができるとい
うように、比較的小さい。一般に、7日後に500センチ
ポアズ未満の測定粘度を有するスラリーは、30日間の全
放置時間後に、ほぼ同一の粘度、従って同等の流動性又
は最低のゲル化状態を保っていた。この実施例及び以下
の実施例における一層好適なスラリーは、調製の7日後
に約300センチポアズ未満の測定粘度を有するものであ
った。
向を指示する。原則として、約500センチポアズ未満の
粘度を有するスラリーは申し分のない安定性を有してい
た。かくして、これらのスラリーのゲル化傾向は、スラ
リーが流動性を保つか又は最低限度にゲル化するのみで
攪拌によって流動状態にもどしなおすことができるとい
うように、比較的小さい。一般に、7日後に500センチ
ポアズ未満の測定粘度を有するスラリーは、30日間の全
放置時間後に、ほぼ同一の粘度、従って同等の流動性又
は最低のゲル化状態を保っていた。この実施例及び以下
の実施例における一層好適なスラリーは、調製の7日後
に約300センチポアズ未満の測定粘度を有するものであ
った。
実施例3 レイノルズメタル社から入手した凝縮シリカ煙霧を用い
て、実施例2に記すと同様にして一連のスラリーを調製
した。実施例2と同様にして得た粘度測定値を第2表に
示す。
て、実施例2に記すと同様にして一連のスラリーを調製
した。実施例2と同様にして得た粘度測定値を第2表に
示す。
実施例4 調製したスラリーのpHを約6.5〜7.0とするためのpHの予
備調節を用いて、実施例2に記した手順により一連の本
発明の60%ミクロシリカスラリーを調製した。スラリー
は、重量で0.5%のEDTA及び、それぞれ“低”及び
“高”重量百分率C及びDとして用いた下記の分散剤を
含有した: これらのスラリーとの比較のために、ミクロシリカの
み、ミクロシリカと高及び低重量百分率の分散剤、及び
ミクロシリカと重量で0.5%のEDTAを含有する、別の一
連の60%ミクロシリカスラリーを調製した。
備調節を用いて、実施例2に記した手順により一連の本
発明の60%ミクロシリカスラリーを調製した。スラリー
は、重量で0.5%のEDTA及び、それぞれ“低”及び
“高”重量百分率C及びDとして用いた下記の分散剤を
含有した: これらのスラリーとの比較のために、ミクロシリカの
み、ミクロシリカと高及び低重量百分率の分散剤、及び
ミクロシリカと重量で0.5%のEDTAを含有する、別の一
連の60%ミクロシリカスラリーを調製した。
ミクロシリカは実施例2において用いたエルケム凝縮シ
リカ煙霧であった。
リカ煙霧であった。
実施例2におけると同様にして得た粘度測定値を第3表
に示す。
に示す。
実施例5 実施例3のレイノルズメタルズの凝縮シリカ煙霧を用い
て、実施例4に記すと同様にして一連のスラリーを調製
した。前実施例と同様にして行なった粘度測定値を第4
表に示す。
て、実施例4に記すと同様にして一連のスラリーを調製
した。前実施例と同様にして行なった粘度測定値を第4
表に示す。
実施例6 下表に示す重量百分率の量でEDTAとWRDA−19使用して、
水中の重量で60%のレイノルズメタル社の凝縮シリカ煙
霧を含有するスラリーを調製した。
水中の重量で60%のレイノルズメタル社の凝縮シリカ煙
霧を含有するスラリーを調製した。
スラリー配合物 EDTA WRDA−19 A 0.01% 0.10% B 0.10% 0.01% C 1.00% 0.10% D 0.10% 1.00% 実施例2に記した方法によって、上記の各配合物の2種
のスラリーを調製した。pHは、一方のスラリーに対して
は約5.7〜6の低いpHを、他方には約7.3〜7.8の高いpH
を与えるように調節した。ブルックフィールド回転粘度
計を用いた粘度の測定とpHの測定は、スラリーの調製と
翌日と16日後に行なった。30rpmのスピンドル速度(#
3スピンドル)で得た粘度(センチポアズ)の結果を、
相当するpHと共に第5表に示す。
のスラリーを調製した。pHは、一方のスラリーに対して
は約5.7〜6の低いpHを、他方には約7.3〜7.8の高いpH
を与えるように調節した。ブルックフィールド回転粘度
計を用いた粘度の測定とpHの測定は、スラリーの調製と
翌日と16日後に行なった。30rpmのスピンドル速度(#
3スピンドル)で得た粘度(センチポアズ)の結果を、
相当するpHと共に第5表に示す。
第5表中の粘度結果はpHの増大と共に増大するスラリー
のゲル化傾向を示しており、且つ比較的高いpHにおいて
は分散剤又はキレート剤の濃度の増大は粘度を低下させ
且つ安定性を向上のために使用することができることを
示している。
のゲル化傾向を示しており、且つ比較的高いpHにおいて
は分散剤又はキレート剤の濃度の増大は粘度を低下させ
且つ安定性を向上のために使用することができることを
示している。
実施例7 下記に示す重量百分率の量でEDTAとWRDA−19を使用し
て、実施例2の方法により水中の重量で60%のレイノル
ズメタル社の凝縮シリカ煙霧含有スラリーを調製した: スラリー配合物 EDTA WRDA−19 E 0.01 0.01 F 0.1 0.01 G 0.01 1.0 H 1.0 1.0 I 0.10 0.10 約6.6のpHを有するスラリーを与えるようにpHを調節し
た。ブルックフィールド回転粘度計を用いる粘度測定と
pHの測定を、スラリー調製の翌日と15日後に行なった。
#3スピンドルにより30rpmのスピンドル速度において
得た結果をpHと共に第6表に示す。
て、実施例2の方法により水中の重量で60%のレイノル
ズメタル社の凝縮シリカ煙霧含有スラリーを調製した: スラリー配合物 EDTA WRDA−19 E 0.01 0.01 F 0.1 0.01 G 0.01 1.0 H 1.0 1.0 I 0.10 0.10 約6.6のpHを有するスラリーを与えるようにpHを調節し
た。ブルックフィールド回転粘度計を用いる粘度測定と
pHの測定を、スラリー調製の翌日と15日後に行なった。
#3スピンドルにより30rpmのスピンドル速度において
得た結果をpHと共に第6表に示す。
本発明のミクロシリカスラリーは水硬セメントコンクリ
ート、グラウト、モルタルなど中の強度増進混合物とし
て有用であり、且つ一般に公知の手順によって水硬セメ
ント混合物として用いることができる。たとえば、ミク
ロシリカスラリーは、セメントの重量に基づいて重量で
約2〜50%のミクロシリカを与えるために十分な量で水
硬セメントスラリーに添加することによって、凝結した
セメント混合物の圧縮強度を増大させ又は透過性を低下
させることができる。ポルトランドセメントは本発明の
スラリーと共に使用するために好適な水硬セメントであ
る。
ート、グラウト、モルタルなど中の強度増進混合物とし
て有用であり、且つ一般に公知の手順によって水硬セメ
ント混合物として用いることができる。たとえば、ミク
ロシリカスラリーは、セメントの重量に基づいて重量で
約2〜50%のミクロシリカを与えるために十分な量で水
硬セメントスラリーに添加することによって、凝結した
セメント混合物の圧縮強度を増大させ又は透過性を低下
させることができる。ポルトランドセメントは本発明の
スラリーと共に使用するために好適な水硬セメントであ
る。
Claims (21)
- 【請求項1】水に基づく基剤、スラリーの重量に基づい
て重量で少なくとも約50%のミクロシリカ、該ミクロシ
リカのための陰イオン分散剤、及び該ミクロシリカ中の
多価陽イオン性不純物をキレートすることができるキレ
ート剤から成り、約5.0〜8.5の範囲のpHを有することを
特徴とする、ミクロシリカスラリー。 - 【請求項2】該分散剤はリグノスルホン酸、アリールス
ルホン酸−ホルムアルデヒド縮合重合体及びそれらの塩
類、並びにエチレン的に重合できるカルボン酸及びその
塩類の重合体から成るグループから選択する、特許請求
の範囲第1項記載のミクロシリカスラリー。 - 【請求項3】該分散剤は中和したナフタレンスルホナー
ト−ホルムアルデヒド縮合重合体である、特許請求の範
囲第1項記載のミクロシリカスラリー。 - 【請求項4】該ミクロシリカの重量に基づいて、重量で
少なくとも約0.005%の該分散剤を包含する、特許請求
の範囲第1項記載のミクロシリカスラリー。 - 【請求項5】重量で約0.05%を越える該分散剤を包含
し、該pHは約7.0〜8.5の範囲である、特許請求の範囲第
4項記載のミクロシリカスラリー。 - 【請求項6】該ミクロシリカの重量に基づいて、重量で
約2%未満の該分散剤を包含する、特許請求の範囲第1
項記載のミクロシリカスラリー。 - 【請求項7】該キレート剤はアミノカルボン酸、1,3−
ジケトン、ヒドロキシカルボン酸、ポリアミン、オキシ
ム、ポリホスホン酸及びポリりん酸塩から成るグループ
から選択する、特許請求の範囲第1項記載のミクロシリ
カスラリー。 - 【請求項8】該キレート剤はアミノカルボン酸及びポリ
ホスホン酸から成るグループから選択する、特許請求の
範囲第1項記載のミクロシリカスラリー。 - 【請求項9】該ミクロシリカの重量に基づいて、重量で
少なくとも約0.01%の該キレート剤を包含する、特許請
求の範囲第1項記載のミクロシリカスラリー。 - 【請求項10】重量で少なくとも約0.01〜1.5%の該キ
レート剤を包含する、特許請求の範囲第9項記載のミク
ロシリカスラリー。 - 【請求項11】重量で約0.01〜0.5%の該キレート剤を
包含し、該pHは約6.0〜6.5の範囲である、特許請求の範
囲第10項記載のミクロシリカスラリー。 - 【請求項12】重量で少なくとも約0.05%の該キレート
剤を包含し、該pHは約6.5よりも高い、特許請求の範囲
第1項記載のミクロシリカスラリー。 - 【請求項13】重量で少なくとも約0.1%の該キレート
剤を包含し、該pHは約7.5よりも高い、特許請求の範囲
第1項記載のミクロシリカスラリー。 - 【請求項14】少なくとも約0.1%の該分散剤と少なく
とも約0.1%の該キレート剤を包含する、特許請求の範
囲第1項記載のミクロシリカスラリー。 - 【請求項15】該キレート剤はエチレンジアミン四酢酸
である、特許請求の範囲第3項記載のミクロシリカスラ
リー。 - 【請求項16】該ミクロシリカは凝縮させたシリカ煙霧
である、特許請求の範囲第1項記載のミクロシリカスラ
リー。 - 【請求項17】水硬セメントと特許請求の範囲第1項記
載のミクロシリカスラリーから成る水硬セメント組成
物。 - 【請求項18】該水硬セメントに基づいて、重量で約2
〜50%のミクロシリカを包含する、特許請求の範囲第17
項記載の組成物。 - 【請求項19】該水硬セメントはポルトランドセメント
からなる、特許請求の範囲第17項記載の組成物。 - 【請求項20】水性の媒体を用意し、該水性の媒体にミ
クロシリカのための陰イオン分散剤及び該ミクロシリカ
中の多価陽イオン性不純物をキレートすることができる
キレート剤を添加し、該水性媒体のpHを該水性の媒体へ
の該ミクロシリカの添加後に該水性媒体のpHが少なくと
も約5.0となるように調節し、且つpHの調節後に該水性
の媒体に対して該ミクロシリカを添加する段階から成る
ことを特徴とするミクロシリカスラリーの製造方法。 - 【請求項21】さらに該水性の媒体のpHを、該ミクロシ
リカの添加後に、約5.0〜8.5の範囲内に下方に調節する
ことを包含する、特許請求の範囲第20項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US86284986A | 1986-05-13 | 1986-05-13 | |
| US862849 | 1997-05-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62270414A JPS62270414A (ja) | 1987-11-24 |
| JPH07100606B2 true JPH07100606B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=25339532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11263687A Expired - Lifetime JPH07100606B2 (ja) | 1986-05-13 | 1987-05-11 | ミクロシリカスラリ−及びその製造方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0246181A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07100606B2 (ja) |
| KR (1) | KR870011042A (ja) |
| AU (1) | AU7254287A (ja) |
| BR (1) | BR8702372A (ja) |
| DK (1) | DK239987A (ja) |
| NO (1) | NO871966L (ja) |
| ZA (1) | ZA873180B (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO165021B (no) * | 1987-11-09 | 1990-09-03 | Norsk Hydro As | Hydraulisk tungvekts-sementoppslemming spesielt til bruk ved sementering av olje/gassbroenner og fremgangsmaate for fremstilling av oppslemmingen. |
| FR2633921B1 (fr) * | 1988-07-11 | 1992-05-07 | Couturier Jean | Procede de traitement des cendres en terrils pour la fabrication du beton |
| CH678526A5 (ja) * | 1990-01-27 | 1991-09-30 | Sandoz Ag | |
| US5250113A (en) * | 1991-07-31 | 1993-10-05 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Dry castable concrete compositions and methods of preparing and dry casting the same |
| FR2815629B1 (fr) | 2000-10-25 | 2003-09-05 | Coatex Sas | Procede pour ameliorer la resistance mecanique notamment "aux jeunes ages" des matrices cimentaires, matrices cimentaires obtenues et leurs utilisations |
| FR2815627B1 (fr) * | 2000-10-25 | 2003-09-05 | Coatex Sas | Procede pour ameliorer la resistance mecanique notamment "aux jeunes ages" des matrices cimentaires, matrices cimentaires ainsi obtenues et leurs utilisations |
| JP4426192B2 (ja) * | 2003-02-14 | 2010-03-03 | ニッタ・ハース株式会社 | 研磨用組成物の製造方法 |
| DE102005012740A1 (de) * | 2004-09-23 | 2006-09-21 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Aerogel-enthaltener Brandschutzwerkstoff |
| MXPA05001211A (es) | 2005-01-31 | 2006-07-31 | Gcc Technology And Processes S | Microsilica mejorada, su aplicacion como material puzolanico y metodos para su obtencion. |
| JP5270344B2 (ja) * | 2006-07-31 | 2013-08-21 | 扶桑化学工業株式会社 | シリカゾルおよびその製造方法 |
| DE102006044520A1 (de) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | H.C. Starck Gmbh | Verfahren zur Herstellung feststoffreicher Kieselsole |
| DE102008033447C5 (de) * | 2008-07-16 | 2020-03-05 | Hossein Maleki | Silikatische Baustoffmischung und deren Verwendungen |
| CA2995745C (en) * | 2015-08-21 | 2024-02-20 | Basf Se | Accelerator composition for the curing of cement |
| NO342672B1 (en) | 2016-09-13 | 2018-06-25 | Elkem As | Microsilica slurry and method for producing such slurry |
| DE102018131811A1 (de) | 2018-08-13 | 2020-02-13 | HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verwendung einer Schlichtezusammensetzung und entsprechendes Verfahren zur Herstellung einer Schleudergusskokille mit einem Schlichteüberzug |
| DE102018221446A1 (de) | 2018-12-11 | 2020-06-18 | Wacker Chemie Ag | Wässrige Dispersionen und Dispersionspulver von Mikrosilika |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| NO153566B (no) * | 1982-12-07 | 1986-01-06 | Elkem As | Tilsetningsblanding for betong og moertel, fremgangsmaate til fremstilling av blandingen, samt anvendelse derav. |
-
1987
- 1987-05-04 ZA ZA873180A patent/ZA873180B/xx unknown
- 1987-05-06 AU AU72542/87A patent/AU7254287A/en not_active Abandoned
- 1987-05-11 JP JP11263687A patent/JPH07100606B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-11 BR BR8702372A patent/BR8702372A/pt unknown
- 1987-05-12 EP EP19870730054 patent/EP0246181A1/en not_active Withdrawn
- 1987-05-12 KR KR870004659A patent/KR870011042A/ko not_active Withdrawn
- 1987-05-12 DK DK239987A patent/DK239987A/da not_active Application Discontinuation
- 1987-05-12 NO NO871966A patent/NO871966L/no unknown
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|---|---|
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| AU7254287A (en) | 1987-11-19 |
| BR8702372A (pt) | 1988-02-17 |
| EP0246181A1 (en) | 1987-11-19 |
| JPS62270414A (ja) | 1987-11-24 |
| DK239987D0 (da) | 1987-05-12 |
| NO871966L (no) | 1987-11-16 |
| KR870011042A (ko) | 1987-12-19 |
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| ZA873180B (en) | 1987-10-28 |
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