CH639591A5

CH639591A5 - Verfahren zum herstellen und zum spritzen von beton oder moertel.

Info

Publication number: CH639591A5
Application number: CH390579A
Authority: CH
Inventors: Yasuro Ito; Yoshiro Higuchi; Yutaka Mochida; Hideharu Kaga; Yasuhiro Yamamoto; Tadayuki Sumita
Original assignee: Yasuro Ito; Taisei Corp
Priority date: 1978-04-28
Filing date: 1979-04-25
Publication date: 1983-11-30
Also published as: US4292351A; GB2020722A; GB2020722B; CA1125584A; DE2916335A1

Description

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Herstellen und zum Spritzen von Beton oder Mörtel mittels einer Spritzdüse, dadurch gekennzeichnet, dass durch Mischen eines Pulvers einer hydraulischen Substanz mit Wasser, eine breiartige, frisch gemischte Vormischung hergestellt wird, dass diese Vormischung unter Druck durch eine erste Leitung gefördert wird, dass durch eine zweite Leitung und unter Druck ein Zuschlag gefördert wird, dass dann die Vormischung und der Zuschlag zu einer einheitlichen Mischung vereinigt werden, und dass schliesslich diese einheitliche Mischung durch eine gemeinsame Leitung zur Spritzdüse gefördert und auf den zu verputzenden Körper aufgespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Vormischung aus Wasser und einer hydraulischen Substanz oder aus Wasser, einer hydraulischen Substanz und einem feinen Zuschlag besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlag Kies, Sand oder deren Gemisch darstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassermenge so gewählt wird, dass die Mischung in den Kapillarzustand versetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Mischung hergestellt wird durch Vermischen des Pulvers des hydraulischen Stoffes mit einem körnigen, eine bestimmte Menge Wasser enthaltenden Stoffes.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Vormischung ein Mörtel durch vorgängiges Mischen von Sand und Zement und nachfolgende Zugabe von Wasser zur erhaltenen Mischung hergestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ausserdem die Vormischung innerhalb eines bestimmten Zeitraums stehenlässt und sie vor dem Weitertransport erneut vermengt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vormischung und der Zuschlag vor der dem Aufspritzen der erhaltenen Mischung dienenden Düse miteinander vereinigt werden.

2

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Stoff Tonerdezement ist und der Zuschlag ein feuerbeständiger Grobzuschlag, ein feuerbeständiger Feinzuschlag oder beides ist.

s 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vormischung mit einer oder mehreren Komponenten der Gruppe, bestehend aus Flugasche, granulierter Schlacke, Puzzolanerde, Wasserglas, kolloidale Kieselerde, höhermolekulare Kunststoffe, Calciumchlorid, Natriumalu-lo minat, Natriumcarbonat und Natriumhydroxid, vermischt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlag mit einer oder mehreren Komponenten der Gruppe, bestehend aus Metallfasern, synthetischen ls Fasern, Asbest, Steinwolle und Hochofenwolle, vermischt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozentgehalt an Zuschlag in der aufgespritzten Mischung gesteigert wird.

20 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Rohrs für den Transport der breiartigen Vormischung zu ihrer Verteilung an der Eintrittsstelle des Zuschlags reduziert ist.

14. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich-25 net, dass der Zuschlag in trockenem Zustand mit Hilfe eines komprimierten Gases transportiert wird,

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Trockenmischung aus einem Pulver einer hydraulischen Substanz, einem Feinzuschlag und einem

30 Grobzuschlag herstellt, dass die Trockenmischung in zwei Portionen aufgeteilt und der einen Portion zur Herstellung der Vormischung Wasser und Zement zugesetzt wird, dass dann diese Vormischung und die andere Portion je unter Druck durch die beiden getrennten Rohre gefördert werden, 35 und dass schliesslich die Vormischung mit der anderen Portion vermischt und die Endmischung auf den zu verputzenden Körper aufgespritzt wird.

Zu den verschiedenen Verfahren der Verwendung von Beton zählt auch das Spritzverfahren. Im Unterschied zum Giessverfahren, bei dem der Beton in eine Form oder einen Rahmen gefüllt wird, wird der Beton beim Spritzverfahren unmittelbar aufwände oder geneigte Flächen aufgespritzt, so dass die Herstellung einer eigenen Form sowie deren Entfernung nach dem Abbinden des vergossenen Betons wegfallen. Des Spritzverfahrens bedient man sich demnach in weiten Bereichen des Bauwesens zum Verputzen von Tunnelwänden oder künstlich hergestellten geneigten Flächen u. a. Gemäss dem Stand der Technik unterscheidet man allgemein zwischen trockenen, nassen und halbnassen Betonspritzverfahren. Alle diese Verfahren haben bestimmte Vor-und Nachteile. Beim Nassverfahren wird das naturfeuchte Betongemenge durch ein Rohr oder einen Schlauch gefördert und durch eine Düse aufgespritzt. Der dadurch erhaltene Beton hat eine höhere Festigkeit als der nach dem Trok-kenverfahren hergestellte. Nachteilig ist allerdings der hohe Reibungswiderstand des feuchten Betongemenges gegenüber dem Rohr, durch das es gefördert wird, was einerseits hohe Förderungsdrücke und anderseits die Verwendung druckfester Rohre erforderlich macht. Ausserdem ist es notwendig,

die Abmessungen der gesamten Anlage zu beschränken, und selbst bei speziell dafür vorgesehenen Förderern ist die Förderdistanz auf höchstens 50 bis 60 m beschränkt, eine Diso stanz, die in manchen Fällen nicht ausreicht. Wird ferner zur Erzielung einer optimalen Festigkeit ein entsprechender Wasserzementwert gewählt, steigt die Viskosität des naturfeuchten Betongemenges zu sehr an. Aus diesem Grunde wird auf vielen Verwendungsgebieten zur Erleichterung der ss Förderung und des Aufspritzens ein hoher Wasserzementwert gewählt. Dadurch sinkt natürlich wiederum die Festigkeit, und der aufgespritzte Beton bröckelt leicht ab. Da ausserdem der aufgespritzte Beton herunterfliesst, ist die durch Aufspritzen zu erzielende Dicke der Betonschichten bê-60 grenzt.

Im Gegensatz zum Nassverfahren ist beim Trockenverfahren der Reibungswiderstand während der Förderung gering, so dass der trockene Beton über einfach und in gedrängter Bauweise ausgeführte Förderer und durch Rohre 65 über jede beliebige Distanz gefördert werden kann. So kann trockener Beton über eine grosse Distanz ohne weiteres durch tief in der Erde verlaufende Tunnels gefördert werden. Das Trockenverfahren ist daher für viele Verwendungszwek-

ke geeignet, verursacht jedoch eine starke Staubbildung. Daher ist es auch erforderlich, bei diesem Verfahren das Aufspritzen des Betons in kurzen Abständen zu unterbrechen, um das jeweilige Ergebnis des Aufspritzens zu überprüfen. Dies beeinträchtigt nicht nur erheblich die Arbeitsbedingungen, sondern lässt auch, verglichen mit dem Nassverfahren, nur ungefähr halb so festen Beton erzielen, da die Herstellung eines engen Kontaktes zwischen Zement und Zuschlag einerseits und Wasser anderseits erschwert ist. Ausserdem kommt es dabei infolge von Verspritzen zu starken Betonverlusten.

Beim Halbnassverfahren, das eine Zwischenstellung einnimmt zwischen den Nass- und Trockenverfahren, erfolgt das Zugiessen des Wassers nicht unmittelbar an der Düse, sondern in einem Zwischenteil des Rohrs. Da durch die Zugabe des Wassers der Reibungswiderstand der Mischung ansteigt und häufig Bindemittel zum raschen Abbinden zugesetzt werden, darf der Abstand zur Düse 5 bis 6 m nicht übersteigen, andernfalls eine breiförmige Betonmischung an der Innenfläche des Rohrs haften bleibt und es verstopft. Der Fliesswiderstand am Ende des Rohrs steigt also bei der Halbnassmethode an, was die Vorteile dieses Verfahrens stark beeinträchtigt. Ausserdem ist es ähnlich wie beim Nassverfahren schwierig, das Wasser mit dem Zement innig zu vermischen. Daher ist es in jedem Fall zur Verbesserung der Adhäsion des frisch bereiteten flüssigen Betons und zur Verminderung des Verspritzens und des Abbröckeins erforderlich, eine erhebliche Menge an Bindemittel zum raschen Abbinden, wie Natriumsilikat, Calciumchlorid, Natriumalu-minat, Natriumcarbonat usw. zuzusetzen.

Erfindungsaufgabe ist somit die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Spritzbeton mit entsprechender Förderung der Betonkomponenten, unter reibungslosem Aufspritzen eines Betongemisches mit niedrigem Wasserzementwert und unter Verminderung des Verspritzens sowie der Staubbildung.

Erfindungsgemäss wird dies durch ein Verfahren zum Herstellen und zum Spritzen von Beton oder Mörtel mittels einer Spritzdüse erreicht, das durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet ist.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsge-mässen Verfahrens bereitet man zuerst ein trockenes Gemisch aus dem Pulver der hydraulischen Substanz, einem feinen und einem grobkörnigen Zuschlagstoff, teilt dann das Trockengemisch in zwei Anteile auf, setzt dann dem einen Anteil Wasser und Beton zu, wodurch man ein breiförmiges flüssiges Betongemisch erhält, das dann unter Druck weiterbefördert wird, während man den anderen Anteil durch getrennte Rohre über eine bestimmte Strecke fördert, das frische Betongemisch damit mischt und die Endmischung dann auf den zu verputzenden Körper aufspritzt.

Hinsichtlich der Theologischen Eigenschaften einer frischen Flüssigbetonmischung, d.h. einer nach Wasseraufnahme noch nicht abgebundenen Mischung, der tatsächlichen Fliesseigenschaften der Flüssigmischung, der Adhäsion zwischen einem inerten Zuschlagstoff, wie einem grobkörnigen Zuschlagstoff, und einem Zementbrei oder einem Mörtel sowie hinsichtlich der Adsorption an festen Oberflächen wurde eine Reihe von Entdeckungen gemacht, auf denen verschiedene neue Verfahren beruhen, die in der JA-PA

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157 452/1976 (Verfahren zur Messung der Fluidität einer verformbaren Flüssigkeit, Verfahren zur Herstellung einer derartigen Flüssigkeit und Verfahren und Vorrichtung zum Vergiessen einer derartigen Flüssigkeit), JA-PA 147 180/ 5 1976 (Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Zuschlägen sowie Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der beizumischenden Wassermenge) und JA-PA 126 323/ 1977 (Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Beton) vollständig geoffenbart sind.

io Vor allem konnte festgestellt werden, dass bei der Erzeugung eines Stromes einer verformbaren Flüssigkeit (vom Bingham-Typ oder nicht), wie z.B. eines Zementbreis, Mörtels oder Betons (Feststoffkomponenten), die Scherfestigkeit bei einer bestimmten Menge an beigemischtem Wasser, bei i5 einem bestimmten Wasser-Zement-, Zement-Sand- und Grobzuschlag-Sand-Wert sowie bei einer bestimmten Di-spergatormenge und bei einem bestimmten Ausgangsgehalt an Wasser im Sand die Bruchgrenze erreicht. Durch die sogenannte Setzprobe kann nun die Fluidität des Betons quali-20 tativ ermittelt werden, nicht jedoch der tatsächliche Zustand der verformbaren Flüssigkeit, wozu quantitative Messwerte erforderlich sind. In einer derartigen verformbaren Flüssigkeit geht nämlich die Funktion des von Feststoffteilchen umschlossenen Wassers nicht vollständig verloren. Ausserdem 25 sind zwischen den Oberflächen der Feststoffteilchen einschliesslich der Zementteilchen Anziehungskräfte wirksam, so dass bei starker Abnahme der Menge des den Feststoffteilchen anhaftenden Wassers die Anziehungskräfte zwischen benachbarten Teilchen erheblich zunehmen, da das 30 Wasser den umgebenden Teilchen stark anhaftet. Es wurde festgestellt, dass bei der Mischung der einzelnen Betonkomponenten nach Zugabe von Wasser unmittelbar Hydratation und Koagulation eintritt. Während eines beträchtlichen Zeitraums nach der Wasseraufnahme und nach dem Vermi-35 sehen steigt die relative Fluidität jedoch an. Demnach kann nach Ablauf dieses Zeitraums durch erneutes Vermengen der Mischung die Adhäsion des Zements gegenüber dem grobkörnigen Zuschlag, d.h. die Festigkeit des Betons zu seine Fluidität, verbessert werden.

40 Die Scherfestigkeit steigt proportional zur Menge des aus dem Flüssiggemisch entfernten Wassers an. Die Dehydrata-tion kann dabei mit Hilfe eines Papierfüllers oder durch Versetzen der frischen Flüssigmischung mit einer halbtrockenen Mischung durchgeführt werden. Ist die Mischung dehydrati-45 siert, stellen sich zwischen den angrenzenden Feststoffteilchen starke Bindungskräfte ein. Bei einmaligem Mischen nach dem Trockenverfahren ist die Festigkeit des erhaltenen Betons gering, wird jedoch erneut gemischt, wie oben beschrieben, steigt die Festigkeit des aufgespritzten Betons ent-50 sprechend an.

Entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren wird das Wasser dem hydraulischen Material, wie Zement oder Gips zugesetzt, wonach bis zu einem entsprechenden Ansteigen der spezifischen Oberfläche des Pulvers gemischt ss wird. Danach wird der einen entsprechenden Wasserzementwert aufweisende Beton bzw. Mörtel durch ein Rohr gefördert. Nach der Wasseraufnahme und erneutem Vermischen ist es vorteilhaft, das erhaltene Gemisch geraume Zeit ruhen zu lassen. Der Förderdruck für die Mischung wird dabei 60 nach folgender Gleichung ermittelt:

AP=1/T~~T (Fo+^UOL+ph 1

-«-'max wobei Lmax die maximale Förderstrecke bedeutet und sich wie folgt errechnet:

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4

Lmax — -

UfT_ X

wobei L =

Ufi

Die Geschwindigkeit Uf, die erforderlich ist für das Vergiessen bei konstanter Geschwindigkeit und unter einem Druck von P (g/cm2) über eine Distanz L (cm) errechnet sich aus folgender Gleichung

_ APj/4 x LF0ta x P2s2+4X2A,2-(2XLF0A,+AP2s) ZXLX2

Uf wobei AP=P-ph.

2,

Die maximale Geschwindigkeit Ufmax, mit der die Mischung bei konstanter Geschwindigkeit über die Distanz L (cm) gefördert werden kann, kann nach folgender Gleichung berechnet werden:

Ufmar ~

X

ÏTë

Der Enddruck Pn der Mischung an der Düse nach erfolgter Förderung über die Distanz L (cm) bei konstanter Geschwindigkeit Uf (cm/sec) kann anhand folgender Gleichung errechnet werden:

Pn=

(F„xMJf)L Uf

Ufm

+ ph

In den Gleichungen 1 bis 4 bedeuten F0 (g/cm2): relative Schwerfestigkeit

X (g • sec/cm3 • cm): relative Fliessviskosität Uf (cm/sec): Leerlaufgeschwindigkeit p (g/cm3): Gewicht pro Volumeneinheit der verformbaren Flüssigkeit L (cm): Länge der Zuschlagschicht e: Porenzahl des Zuschlags

X (cm2 /sec): Menge des Gusszements pro

Zeiteinheit

T (sec): maximale Dauer des Vergiessens.

Die oben angeführten Gleichungen sind in der JA-PA 157 452/1976 offenbart.

Die Vormischung kann mit Hilfe einer Pumpe unter Ausnützung der durch die Zugabe von Wasser verursachten Fliessfahigkeit des hydraulischen Pulvers oder im trockenen Zustand der einzelnen Komponenten (Kies, Sand und Zement) gefördert werden. Die Distanz, über die die einzelnen Komponenten gefördert werden, sowie ihre Menge hängen ab vom Pumpendruck und vom Rohrdurchmesser. Bei einer Trockenmischung kann über mehrere hundert Meter oder sogar über mehr als tausend Meter gefördert werden.

Die einzelnen Stoffe werden getrennt gefördert und erst vor dem Aufspritzen gemischt. Wird die Mischung unmittelbar nach der Wasseraufnahme an das hydraulische staubförmige Material herangefördert, arbeitet man mit einem grossen Zeitintervall während der Förderung. Trockenes Material wird nach der Förderung eingearbeitet, Material mit entsprechender Fliessfähigkeit kann danach zur Steigerung der Scherfestigkeit dehydratisiert werden. Dadurch lassen sich die physikalischen Eigenschaften der Mischung und ihre Verarbeitbarkeit verbessern, sie wird dadurch besser kontrollierbar, rentabler und breiter einsetzbar, und schliesslich lassen sich einander widersprechende Eigenschaften, wie 45 Fliessfahigkeit und Adhäsion miteinander harmonisieren.

Insbesondere wurde aus Portland-Zement und 3 Gew.-%, bezogen auf den Zement, eines Dispergators vom Alkyl-sulfamat-Typ eine frische Flüssigmischung hergestellt. Das Gemisch wurde nach Halten während einer Stunde erneut 50 vermengt und durch ein 20 cm langes und Glasperlen mit einem Durchmesser von 8 mm als Widerstandskörper enthaltendes Rohr gefördert. Die dabei erhaltenen Messdaten sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Bei einem Wasserzementwert von unter 28% erwies sich die Messung der Fliessfahigkeit 5S als unmöglich, bei einem Wert von über 31 % kam es zur Zerreibung und bei einem Wert von über 32% zur Entmischung, d.h. zur Abscheidung der Wasserteilchen von den Zementteilchen.

Tabelle 1

Wasserzementwert, d.h. Wasser zu Zementverhältnis in der Paste relative Scherbruchspannung FD

relative

Fliessviskosität X

relativer

Verschlusswert

AF0

28% 30%

6,923 g/cm3 0,273 g/cm3

18,8 g • sec/cm4 10,3 g • sec/cm4

0,075 g/cm4 0,002 g/cm4

5

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Aus Tabelle 1 geht klar hervor, dass die Zumischung von Wasser zum Zement den Übergang vom Kapillarzustand, in dem die Zwischenräume zwischen den Teilchen kein Wasser enthalten, zu einem breiigen Zustand bewirkt, in dem die Zwischenräume von Wasser erfüllt sind. Dies bedeutet, dass im Kapillarzustand der Reibungswiderstand zwischen den Feststoffteilchen als Scherspannung wirksam ist, so dass die Mischung nicht fliessfähig ist, während im Breizustand die Mischung fliessfähig ist. Um einen von Zerreibung und Entmischung freien Zementbrei zu erhalten, muss der Wasserzementwert mindestens 28 bis 30% betragen. Die relative Scherbruchspannung errechnet sich in diesem Bereich wie folgt:

6,293/0,273 = 23,051

Der maximale Wert übersteigt den minimalen somit um das 23fache. Die relative Fliessviskosität steigt um einen Faktor 1,825 an und der relative Verschlusswert um einen Faktor 47,5. Aus dem Gesagten geht hervor, dass bereits eine geringe Änderung des Wasserzementwertes eine starke Änderung der Fliessfahigkeit hervorruft. Wenn nun ein derartiger fliessfähiger Brei auf eine senkrechte Stahlplatte aufgespritzt wird, fliesst der Brei unmittelbar ab und bildet eine höchstens einige Millimeter dicke Schicht. Dies zeigt, dass dieses Spritzverfahren unzureichend ist.

Um nun den genannten Nachteil zu beseitigen, wird bei dem Spritzverfahren gemäss dem Stand der Technik vorgeschlagen, einen Brei von geringerer Fliessfahigkeit zu bereiten, ein Bindemittel zum raschen Abbinden zu verwenden oder die Dicke der Betonschicht durch mehrmaliges Aufspritzen des Breis zu verstärken. Diese Lösungen haben nun wieder den Nachteil, dass sie mehrstufig sind und längere Zeit in Anspruch nehmen.

Ein Brei von hoher Fliessfahigkeit wird durch ein Rohr gefördert und unmittelbar vor dem Aufspritzen mit einem trockenen pulverförmigen über ein anderes Rohr zugeleiteten Zuschlag vermengt, so dass dann der Brei im Kapillarzustand aufgespritzt werden kann. Die Menge des zwischen den Feststoffteilchen befindlichen Wassers ist dabei herabgesetzt, wodurch die Anziehungskräfte ansteigen. Insbesondere wird ein Zementbrei von hoher Fliessfähigkeit (Wasserzementwert von ca. 30%) durch ein Rohr gefördert und dann mit dem über ein anderes Rohr zugeleiteten Zuschlag unmittelbar vor der Düse vermengt. Der Wasserzementwert des aufgespritzten Betons ist dann erheblich herabgesetzt. So z.B. ist bei einem Zementgehalt von ca. 15% im Augenblick des Aufspritzens der Wasserzementwert auf 26% oder noch darunter herabgesetzt, wodurch ein Kapillarzustand von hohem Haftvermögen erzeugt wird. Auf diese Weise ist es mög-5 lieh, die Scherfestigkeit und das Haftvermögen erheblich zu steigern, ohne sich dabei auf eine Hydratation zu stützen. Dies ermöglicht, einen Teil des Zementpulvers durch ein inertes Pulver mit derselben spezifischen Oberfläche wie Kieselerdepulver zu ersetzen.

io Wird trockener Sand mit einer geringeren spezifischen Oberfläche durch ein Rohr gefördert und dann mit dem durch ein anderes Rohr zugeleiteten Brei vermischt, entspricht das maximale Sand-Brei-Verhältnis der Breimenge, welche die Oberfläche der Sandteilchen in Form von äusserst i5 dünnen Schichten überzieht und die Zwischenräume zwischen den Sandteilchen vollständig erfüllt. Die Breimenge hängt zwar im einzelnen von der Grösse der Sandteilchen ab, hat jedoch in einem leichten Überschuss von 30% vorzuliegen. Da der Sand das im Brei enthaltene Wasser absorbiert, sinkt der Wasserzementwert des Breis ab. Das Verhältnis zwischen der Wasser-, Zement- und Sandmenge bewirkt einen hohen Kapillarzustand, weshalb zwischen den Sand-und Zementteilchen nur ein dünner Wasserfilm zurückbleibt, was eine starke Steigerung der Scherfestigkeit bewirkt.

Bei dem eben beschriebenen Mörtel, bei dem der Sand dem Zementbrei zugesetzt wird, kann sich der anfangliche Wassergehalt des Sandes, wie in der JA-PA 147 180/1976 offenbart, selbst bei ein und demselben Wasserzementwert, Ze-ment-Sand-Verhältnis und Zement-Dispergator-Verhältnis in einem bestimmten Bereich bewegen. So z.B. kann in einer Komposition mit einem Wasserzementwert von 40%, einem Zement-Sand-Verhältnis von 1: 1 und einem Dispergator-Zement-Verhältnis von 0,9% der Sand absolut trocken sein oder bis zu 40% Wasser enthalten, bevor er in eine auf einen Druck von —65 cm Hg evakuierten Mischmaschine zur Erzielung einer Mischung von vorgegebenem Wassergehalt eingearbeitet wird. Nach Zugabe des Zements zur Mischung lässt man diese eine Stunde lang stehen. Danach wird die 40 Mischung mit dem Alkylallylsulfonatdispergator versetzt und abermals vermengt. Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Mischung sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Die Fliessfahigkeit wurde dabei mit Hilfe eines mit 20-mm-Glasperlen gefüllten Glasrohrs gemessen, die dabei erhal-45 tenen Werte dienten zur Erzielung der in Tabelle 1 zusam-mengefassten Ergebnisse.

25

30

Tabelle 2

Wassergehalt Temp. p F„ AF„ X Zerrei- Entmi- Biegefestigkeit Druckfestigkeit des Sandes (°C) (kg/1) (g/cm4) (g/cm4) g-sec/cm4 bungsgrad schungs- kg/cm3 kg/cm3

%

(%)

grad (%)

7 Tage

28 Tage

7 Tage

28 Tage

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0

13

2,177

0

5

0

82

74,5

74,6

441

529

5

20

2,196

0,04

0,0007

4

8,1

76

86,8

85,3

460

603

10

20

2,157

0,319

0,0041

3

0

92

92,1

100,5

413

745

14

20

2,137

1,623

0,0092

3

0

90

89,6

96,5

497

746

18

19,5

2,157

2,169

0,021

4

0

99

95,3

102,1

610

780

22

19,5

2,157

1,394

0,01

3

0

104

95,4

92,1

594

698

26

20

2,157

2,544

0,031

2

0

102

104

91,9

611

755

30

19,5

2,157

1,244

0,014

3

0

100

93,3

80,1

533

749

35

20

2,157

0,469

0,0018

3

0

101

93,2

92,2

525

739

40

13

2,177

0,481

0,0046

4

0

101

100,9

91,3

530

751

639 591

6

Aus Tabelle 2 geht hervor, dass die physikalischen Eigenschaften, wie Fliessfahigkeit, Zerreibungs- und Entmischungsgrad des erhaltenen Mörtels sehr stark vom Wassergehalt des Sandes abhängen. Sehr stark variiert insbesondere die relative Scherbruchspannung F„. Die Ursache dafür liegt offensichtlich in der Bogenwirkung der Flüssigkeit bei der Passage. Somit kann angenommen werden, dass dieser Wert von der Partikelgrösse abhängt. Die Dicke der aufgespritzten Zementschicht nimmt zu, wenn das Zementpulver mit eine grosse Wassermenge enthaltendem Sand vermischt wird. Dies bedeutet, dass bei Verwendung von Sand mit einer geringeren Wassermenge, z.B. von unter 10%, der Wert F„ ansteigt. Übersteigt der Wassergehalt einen vorbestimmten Wert, z.B. 30%, verwandelt sich der Zement unmittelbar in einen Brei und bildet zwischen den Sandteilchen und den Breiteilchen einen Wasserfilm aus, wodurch die Beschich-tung der Sandteilchen durch die Breiteilchen vermindert wird. In diesem Fall sinkt der F0-Wert ab. Besonders hervorgehoben werden muss, dass bei dem beschriebenen Versuch nach dem Stehenlassen das Gemisch erneut vermengt wird. Gerade aufgrund dieses starken Vermengens bröckeln die den Sand überziehenden Zementteilchen nicht ab und steigern damit, wie oben beschrieben, den F0-Wert. Dies bedeutet, dass der Brei ein starkes Haftvermögen aufweist, und dass das Zementpulver auf den Sandteilchen mit geringer Menge an Oberflächenwasser haftet und dadurch bei vermindertem Wasserzementwert die Bindungskräfte ansteigen lässt.

Infolge der oben beschriebenen Erscheinungen und da ausserdem in einer Distanz aufgespritzt wird, bei der starke Anziehungskräfte entstehen, nimmt der Zwischenraum zwischen den einzelnen vom Zementbrei überzogenen Sandteilchen ab, wobei Sand, grobkörniger Zuschlag und Zementpulver, die über andere Rohre zugeleitet werden, auf den zerriebenen fliessfähigen Brei aufgespritzt werden, um auch diesen in den Kapillarzustand überzuführen, wodurch die Fliessfähigkeit des Breis absinkt und damit eine stabile Zementschicht gewährleistet ist.

Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es vorteilhaft, ein Kontrollgerät zur Steuerung der Menge an Sand, grobkörnigem Zuschlag, die an der Spritzdüse zugesetzt werden, einzubauen, um den jeweiligen Erfordernissen der zu beschichtenden Wandfläche zu entsprechen. So z.B. ist es erforderlich, bei Beginn des Aufspritzens die Zufuhr von Grobzuschlag zu stoppen, um auf diese Weise eine Grundschicht lediglich aus Zementbrei oder Mörtel zu erzeugen und erst danach eine darüberliegende Schicht aus Grobzuschlag und Sand zu bilden. Anderseits ist es bei bereits vorhandener entsprechender Feuchtigkeit der Wand angezeigt, eine geringe Menge einer Mischung aus Zement und Zuschlag zur Bildung einer Grundschicht aufzuspritzen und erst dann eine zweite darüberliegende Schicht aus Mörtel oder Zementbrei herzustellen. Somit kann, um das Verspritzen oder Abbröckeln auf ein Minimum zu reduzieren, erfindungsgemäss auf verschiedene Weise gearbeitet werden.

Um die Beschichtung der Sandteilchen, wie oben beschrieben, möglichst nachhaltig zu gestalten, ist es vorteilhaft, zuerst den Zement mit einem Sand von entsprechendem Wassergehalt zu vermengen und erst dann zur Bereitung des Mörtels Wasser zuzusetzen. Wird nämlich das Wasser bereits in einem ersten Arbeitsgang dem Sand und Zement zugesetzt, ist das Ergebnis dasselbe wie bei Vermischung von Zement und Sand mit einem Wassergehalt von über 40%, was eine Steigerung des Beschichtungseffekts unmöglich macht. Wie bereits oben festgestellt, ist es vorteilhaft, eine frische Flüssigmischung aus Mörtel oder Zementbrei herzustellen, die Mischung dann innerhalb eines bestimmten Zeitraumes, in dem die relative Fliessfähigkeit ansteigt, stehenzulassen, sie dann wieder zu vermengen und schliesslich fortzuleiten und unter Druck aufzuspritzen. Das erneute Vermengen kann dabei während der Förderung durch das Rohr ohne eine zusätzliche Mischanlage erfolgen.

Im allgemeinen ist der Zuschlag direkt an der Düse oder unmittelbar davor einzuarbeiten, er kann aber auch während des Aufspritzens des Zements bzw. des Mörtels auf die Wand zugesetzt werden. Der Mörtel bzw. Zementbrei kann mit Druckluft oder mit Hilfe einer Pumpe gefördert werden, während der Zuschlag lediglich mit Druckluft gefördert wird. Gegebenenfalls können dem Zuschlag Metallfasern, Glaswolle oder anderes Fasermaterial zugesetzt werden. Ferner können in die breiförmige Flüssigmischung ein oder mehrere Zusätze, wie Flugasche, granulierte Schlacke, Puz-zolanerde, Wasserglas, kolloidale Kieselerde, höhermolekulare Kunststoffe, Calciumchlorid, Alaun, Natriumaluminat, Natriumcarbonat und Natriumhydroxid eingearbeitet werden.

Da durch die Zugabe eines Bindemittels zum raschen Abbinden das Aufspritzen stabilisiert wird, wird ein solches unabhängig voneinander sowohl der frischen Mischung als auch dem Zuschlag zugesetzt. Die frische Mischung, der Zuschlag und die Druckluft können entsprechend erwärmt werden. Als Zuschläge können ausserdem feuerfeste Stoffe verwendet werden, ferner können zur Bereitung der frischen Mischung auch solartiger oder kolloidaler Tonerdezement oder Kieselerdesol verwendet werden.

Beim Vermischen der frischen Mischimg mit dem durch Druckluft geförderten pulverförmigen Zusatz muss die Mischung gleichmässig verteilt werden. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, die Mischung durch ein sich verjüngendes Rohr oder durch ein solches mit einer einen kleineren Durchmesser aufweisenden Austragsöffnung auszutragen. Auf diese Weise kann die frische Mischung unter höherer Geschwindigkeit ausgetragen werden, was wiederum aufgrund des höheren Druckes die für die Vermischung erforderliche Verteilung gewährleistet. Die Verminderung des Durchmessers der Austragsöffnung muss gegenüber dem Rohrdurchmesser mindestens 10% betragen; eine zu starke Verminderung ist zwar infolge des Ansteigens des Drucks im Rohrinnern ungünstig, im allgemeinen kann jedoch der Durchmesser der Austragsöffnung verglichen mit dem Rohrdurchmesser auf über 50% vermindert werden. In den nachfolgenden Beispielen beträgt der Durchmesser der Austragsöffnung jeweils 3,81 cm, 3,18 cm, 1,91 cm, 1,27 cm und 0,95 cm bei einem Innendurchmesser des Rohrs für die Förderung der Rohmischung von 5,08 cm, wobei in jedem Falle eine ausreichende Verteilung erzielt wurde.

Wird die Vormischung mit intermittierendem Druck, d.h. stossweise gefördert, kann die Wirkung des intermittierenden Drucks durch Einbau einer geschlossenen Pufferkammer in der Nähe der Austragsöffnung gemildert werden, wodurch das Rohr Erschütterungen und Schwingungen nicht ausgesetzt ist. Dies ermöglicht die Verwendung eines sich hin und her bewegenden Kolbens zum Transport der Vormischung.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Illustration der vorliegenden Erfindung, haben jedoch nicht einschränkenden Charakter. 5

Beispiel 1

1 Teil Portlandzement wird zusammen mit 0,35 Teilen Wasser und 0,01 Teilen eines Zusatzes zu einem Brei (Rohmischung) mit einer Anfangsscherfestigkeit von F0= 0,2 (g/ cm3), AF0 = 0,001 g/cm4 und X = 0,4 g • sec/cm4 vermengt, wonach der Brei mit Hilfe einer Schraubenpumpe bei einer Geschwindigkeit von 301/min abtransportiert wird. Die Mischung wird danach in trockenen Flusssand mit einer Korn5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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grosse von unter 2,5 mm eingearbeitet und mit Hilfe eines Gebläses bei einer Geschwindigkeit von 301/min weiterbefördert, wobei das Rohr für die Förderung des Sandes ca. 3 m vor der Düse angeordnet ist. Das Rohr für den Transport des Breis und das Rohr für den Transport des Sandes haben dabei einen Innendurchmesser von 5,08 cm. Auf einer Länge von 10 cm, nämlich dort, wo das für den Transport des Sandes bestimmte Rohr angeschlossen ist, ist der Innendurchmesser des für den Transport des Breis bestimmten Rohrs auf 2,54 cm reduziert. Der Brei wird entsprechend verteilt und mit dem zugefügten Sand sorgfältig vermischt, wonach die erhaltene Mischung auf eine senkrechte Wand aufgespritzt wird.

Solange die Dicke der aufgespritzten Betonschicht unter 7 cm liegt, sackt die Wand kaum zusammen. 3 Tage nach dem Aufspritzen hat die Schicht eine Druckfestigkeit von 251,3 kg/cm2,7 Tage danach 395,2 kg/cm2 und 28 Tage danach 515,6 kg/cm2. Die Analyse der aufgespritzten Schicht ergibt 1 Teil Zement auf 1,5 Teile Sand.

Beispiel 2

Derselbe Brei wie in Beispiel 1 wird unter denselben Bedingungen wie dort angegeben, gefördert. 3 m vom Kopf der Düse entfernt wird der Brei mit einer bei einer Geschwindigkeit von 301/min geförderten Mischung (Gewichtsverhältnis 50 : 50) aus trockenem Sand mit einer Korngrösse von unter 2,5 mm und Schotter mit einer Korngrösse von 10 bis 15 mm vermengt. Das erhaltene Gemisch wird danach auf eine senkrechte Wand aufgespritzt.

Die maximale Scherfestigkeit der Betonschicht beträgt 118 g/cm2, ein Abfliessen wird nicht festgestellt, selbst wenn die Dicke der Wand bloss 15 cm beträgt. Die Druckfestigkeit beträgt 347 kg/cm2 nach 3 Tagen, 484,3 kg/cm2 nach 7 Tagen und 653 cm2 nach 28 Tagen. Die erhaltene Schicht zeigt somit ausreichende Festigkeit.

Beispiel 3

Wie in den Beispielen 1 und 2 wird aus 1 Teil Zement und 6,35 Teilen Wasser durch Mischen ein Brei bereitet. Diesen Iässt man während einer Stunde bei 40 °C stehen. Danach werden 0,01 Teile eines Zusatzes zugesetzt, wonach erneut während 3 Minuten in einer Mischanlage gemischt wird.

Der Brei wird dann, wie in Beispiel 2 beschrieben, gefördert und mit einer bei einer Geschwindigkeit von 301/min herantransportierten Mischung aus trockenem Flusssand mit einer Korngrösse von unter 2,5 mm und Schotter mit einer Korngrösse von 10 bis 15 mm vermischt. Das erhaltene Gemisch wird dann auf eine senkrechte Wand aufgespritzt.

Auch hier lässt sich ein Abfliessen der Schicht nicht feststellen, selbst dann, wenn die Mischung auf eine bloss 15 cm dicke Wand aufgespritzt wurde. Die Druckfestigkeit beträgt 468 kg/cm2 nach 3 Tagen, 628,6 kg/cm2 nach 7 Tagen und 672 kg/cm2 nach 28 Tagen, was ein ausgezeichnetes Resultat darstellt.

Beispiel 4

1 Teil Portlandzement, 1 Teil Sand, 0,37 Teile Wasser und 0,008 Teile eines Zusatzes werden vermischt, wodurch man einen Mörtel mit einer Anfangsscherfestigkeit von F0 = 0,19 g/cm3, AF0 = 0,0003 g/cm4 und X = 1,6 g • sec/cm4 erhält. Die Fliessfähigkeit dieses Mörtels ist ausgezeichnet. Der Mörtel wird durch ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 5,08 cm mit Hilfe einer Pumpe bei einer Geschwindigkeit von 301/min gefördert. 3 m vor dem Düsenkopf wird dem Mörtel trockener, mit Hilfe eines Gebläses bei einer Geschwindigkeit von 201/min herantransportierter Sand mit einer Korngrösse von 5 mm beigemengt. Die erhaltene Mischung wird dann auf eine senkrechte Wand aufgespritzt. In diesem Falle beträgt der Abstand zwischen Mörtel- und Sandzuspeisung und Wand ca. 150 m, der Innendurchmesser der Rohre 5,08 cm und der Druck 7 kg/cm2. Entsprechend Beispielen 1 und 2 ist der Innendurchmesser der Sandzuführung an der Eintrittsstelle auf 3,18 cm reduziert. Auch hier ist bei einer senkrechten Wand mit einer Dicke von 15 cm kein Abfliessen festzustellen. Die anfängliche maximale Scherfestigkeit der aufgespritzten Betonschicht beträgt 93 g/ cm2 und die Druckfestigkeit nach 3 Tagen 288 kg/cm2, nach 7 Tagen 430 kg/cm2 und nach 28 Tagen 543 kg/cm2.

Beispiel 5

1 Teil Zement, 1 Teil Sand, 0,36 Teile Wasser und 0,01 Teile eines Zusatzes werden vermischt, wodurch man einen Mörtel mit einer Scherspannung von F0 = 0,43 g/cm3, AF„ = 0,01 g/cm4 und X = 1,3 g • sec/cm4 erhält. Der Mörtel wurde unter Druck mit einer Geschwindigkeit von 301/min gefördert.

Eine Mischung (Gewichtsverhältnis 50 : 50) aus trok-kenem Flusssand mit einer Korngrösse von 5 mm und Schotter mit einer Korngrösse von 5 bis 15 mm wird mit Druckluft gefördert und dann einem Mörtel in einem Verhältnis von 1 :0,42 beigemengt. Die erhaltene Mischung wird auf eine senkrechte Wand aufgespritzt.

Zur Bildung einer Grundschicht wird zuerst lediglich Mörtel aufgespritzt. Danach wird zur Steigerung der Bindung mit der Wand und zur Verringerung des Verspritzens die Menge an zugesetztem Zuschlag allmählich bis zu dem angeführten Verhältnis angehoben. Die Analyse des aufgespritzten Betons zeigt 1 Teil Zement, 1,5 Teile Sand, 0,5 Teile Grobzuschlag und 0,36 Teile Wasser. Die Druckfestigkeit beträgt nach 3 Tagen 215 kg/cm2, nach 7 Tagen 428 kg/cm2 und nach 28 Tagen 526 kg/cm2.

Beispiel 6

Derselbe Mörtel wie in Beispiel 5 wird unter Druck gefördert und mit einer Mischung aus 30% trockenem Flusssand mit einer Korngrösse von 5 mm und 70% Kies mit einer Korngrösse von 5 bis 15 mm vermengt. Die erhaltene Mischung wird wie in Beispiel 5 auf eine Wand aufgespritzt.

Die Analyse des Betons ergibt 1 Teil Zement, 1,36 Teile Sand, 0,84 Teile Kies und 0,36 Teile Wasser. Die Betonschicht hat eine maximale Scherfestigkeit von 138 g/cm2. Ein derartiger Beton kann auf eine gewölbte Decke aufgespritzt werden. Die Druckfestigkeit beträgt nach 3 Tagen 228 kg/ cm2, nach 7 Tagen 436 kg/cm2 und nach 28 Tagen 548 kg/ cm2.

Beispiel 7

Ähnlich Beispielen 5 und 6 wird ein Mörtel hergestellt, nur dass man einen Zusatz verwendet und während einer Stunde bei 40 °C stehenlässt. Nach Zugabe von 0,01 Teilen eines Zusatzes wird die Mischung erneut, wie in Beispiel 4 beschrieben, in einer Mischanlage vermengt. Der erhaltene Mörtel wird mit dem in Beispiel 6 beschriebenen Zuschlag vermengt und wie dort beschrieben, aufgespritzt. Die Analyse des Betons ergibt 1 Teil Zement, 1,36 Teile Sand, 0,84 Teile Kies und 0,36 Teile Wasser. Im Gegensatz zu Beispiel 6 ist die Druckfestigkeit erheblich höher, sie beträgt 418 kg/cm2 nach 3 Tagen, 523 kg/cm2 nach 7 Tagen und 573 kg/cm2 nach 28 Tagen.

Beispiel 8

1 Teil Zement wird mit 3,8 Teilen Flusssand mit einem Wassergehalt von 8,5% versetzt. Nach dem Vermischen des Zements mit dem Sand wird 82%, bezogen auf das Gemisch, Kies mit einer Korngrösse von 5 bis 15 mm zugesetzt, wo5

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nach das erhaltene Gemisch mit Pressluft abtransportiert wird. Ein wie in Beispielen 4 und 5 hergestellter Mörtel wird dann in den Zuschlag eingearbeitet. Der erhaltene Mörtel wird schliesslich aufgespritzt. Das Verhältnis von Zuschlag zu Mörtel beträgt dabei 1 :4. Die Analyse des Betons ergibt 1 Teil Zement, 1,63 Teile Sand, 0,89 Teile Kies und 0,34 Teile Wasser, die maximale Scherfestigkeit im aufgespritzten Zustand beträgt 235 g/cm2, nach 3 Tagen 352 kg/cm2, nach 7 Tagen 538 kg/cm2 und nach 28 Tagen 625 kg/cm2.

Beispiel 9

1 Teil Zement, 1 Teil Sand, 0,36 Teile Wasser und 0,01 Teile eines Zusatzes werden zu einem Mörtel vermischt. Danach wird 1 Teil Kies mit einer Korngrösse von 5 bis 15 mm zugesetzt, wodurch man eine breiartige Vormischung mit einem Setzwert von 23 cm erhält. Dies zeigt, dass die Mischung auch nach der Aufnahme von Kies noch die Eigenschaften eines Breis besitzt.

Zur Kontrolle wird 1 Teil Zement mit 3,8 Teilen Flusssand, dessen Oberflächenwassergehalt auf 7% eingestellt wurde, so dass die Sandoberfläche deutlich trocken erschien, vermischt. Diese Mischung wird mit 8 Teilen Kies mit einer Korngrösse von 5 bis 15 mm versetzt, wonach der erhaltene Zuschlag mit Pressluft weiterbefördert und mit der breiför-migen Mischung vermengt wird.

Die erhaltene Zuschlag-Brei-Mischung wird aufgespritzt. Das Brei-Zuschlag-Verhältnis beträgt ca. 1:4. Die Analyse des Betons ergibt 1 Teil Zement, 1,56 Teile Sand, 2,4 Teile Kies und 0,34 Teile Wasser, die maximale Scherfestigkeit im aufgespritzten Zustand beträgt 350 g/cm2, nach 3 Tagen 347 kg/cm2, nach 7 Tagen 489 kg/cm2 und nach 28 Tagen 595 kg/cm2.

Beispiel 10

1 Teil Zement, 1 Teil Sand, 0,36 Teile Wasser und 0,01 Teile eines Zusatzes werden vermischt, wodurch man einen Mörtel mit einer Scherspannung von F0 = 0,43 g/cm3, AF0 = 0,01 g/cm4 und X = 1,3 g • sec/cm4 erhält. In den Mörtel werden 2 Volumen-% Glasfasern eingearbeitet. Der erhaltene Brei hat gemäss Japanese Industriai Standard (JIS) R 5201 einen Ausbreitungsfliesswert von 245 mm.

8% Wasser enthaltender Flusssand und 0,26 Teile Zement werden in den Brei eingearbeitet, um die Sandpartikel mit Zement zu überziehen. Die erhaltene Zuschlagmischung wird mit Pressluft gefördert und dann mit dem Glasfasern enthaltenden Brei vermischt.

Das Zuschlag-Brei-Verhältnis beträgt 1: 5. Die Analyse des aufgespritzten Betons ergibt 1 Teil Zement, 1,14 Teile Sand, 0,054 Teile Fasern und 0,357 Teile Wasser bei einem Volumenanteil der Fasern von 1,76%. Die maximale Scherfestigkeit beträgt 175 kg/cm2. Ein Abfliessen wird nicht festgestellt, obwohl ein Bindemittel zum raschen Abbinden nicht verwendet wurde.

Der Beton hat eine Druckfestigkeit von 258 kg/cm2 und eine Biegefestigkeit von 68 kg/cm2 nach 3 Tagen, eine Druckfestigkeit von 383 kg/cm2 und eine Biegefestigkeit von 97 kg/cm2 nach 7 Tagen und eine Druckfestigkeit von 537 kg/cm2 und eine Biegefestigkeit von 125 kg/cm2 nach 28 Tagen; der erhaltene Beton zeigt somit äusserst hohe Druck-und Biegefestigkeit.

Beispiel 11

1 Teil Zement, 1 Teil Sand, 0,38 Teile Wasser und 0,01 Teile eines Zusatzes werden vermischt, wodurch man einen Mörtel mit einer Scherspannung von F„ = 0,2 g/cm3, AF„ = 0,001 g/cm4 und X = 0,8 g • sec/cm4 erhält. Dieser Mörtel hat eine hohe Fliessfähigkeit.

Hergestellt wird ein Zuschlag durch Zugabe von 1 Teil

Zement zu 3,3 Teilen Sand mit einer Korngrösse yon 2,5 mm und einem Oberflächenwassergehalt von 10%. Die Mischung wird im trockenen Zustand bereitet, wodurch die Sandteilchen mit Zement überzogen werden. Danach werden 0,66 Teile Stahlfasern mit dem Zusehlag vermischt.

Der erhaltene Zuschlag wird mit Pressluft unter einem Druck von 10 kg/cm2 gefördert. Der Mörtel wird dem Zuschlag in einem Verhältnis von 1:1 zugesetzt und dann aufgespritzt.

Der erhaltene Beton hat eine maximale Scherfestigkeit von 355 g/cm2. Die Analyse ergibt 1 Teil Zement, 2,2 Teile Sand, 0,36 Teile Stahlfasern, 0,30 Teile Wasser und 0,004 Teile Zusatz. Der Beton hat eine Druckfestigkeit von 385 kg/ cm2 nach 7 Tagen und von 498 kg/cm2 nach 28 Tagen sowie eine Biegefestigkeit von 75 kg/cm2 nach 7 Tagen und von 113 kg/cm2 nach 28 Tagen.

Beispiel 12

Bereitet wird eine Mörtel-Zuschlag-Mischung ähnlich der im Beispiel 9, nur dass anstelle der Stahlfasern 0,05 Teile, bezogen auf einen Teil Sand, bzw. 0,18 Teile, bezogen auf einen Teil Zement, synthetische Fasern verwendet werden.

Der aufgespritzte Zement hat eine Druckfestigkeit von 348 kg/cm2 nach 7 Tagen und von 476 kg/cm2 nach 28 Tagen sowie eine Biegefestigkeit von 66 kg/cm2 nach 7 Tagen und von 108 kg/cm2 nach 28 Tagen.

Beispiel 13

Bereitet wird ein Beispiele 11 und 12 entsprechender Mörtel, jedoch ohne Zusatz. Nach Halten während 70 Minuten bei 38 bis 41 °C werden 0,01 Teile eines Zusatzes zugesetzt, wonach die Mischung erneut vermengt wird.

Bereitet wird ein Zuschlag entsprechend Beispiel 9 mit der dort angegebenen Zusammensetzung. Der Zuschlag wird mit dem Mörtel vermischt und aufgespritzt

Die erhaltene Zementschicht hat dieselbe Zusammensetzung wie in Beispiel 9, nur ist die Druckfestigkeit mit 437 kg/ cm2 nach 7 Tagen erheblich höher als im Beispiel 9, die Biegefestigkeit beträgt 101 kg/cm2. Nach 28 Tagen beträgt die Druckfestigkeit 507 kg/cm2 und die Biegefestigkeit 118 kg/ cm2.

Beispiel 14

Bereitet wird ein Mörtel wie in Beispiel 9, der Zuschlag, der damit vermengt wird, wird bereitet aus 1 Teil Zement, 3 Teilen Sand mit einer Korngrösse von unter 2,5 mm, 3 Teilen Kies mit einer Korngrösse von 5 bis 15 mm und 0,8 Teilen Stahlfasern mit einem Durchmesser von 0,2 mm und einer Länge von 15 mm. Nach Einstellen des Oberflächenwas-sergehalts des Sandes auf 1% wird der Zement zugemischt. Danach werden der Kies und die Stahlfasern eingearbeitet. Es gelten dieselben Bedingungen wie in Beispiel 9, nur dass das Verhältnis Zuschlag zu Mörtel 1,2:1 beträgt.

Der aufgespritzte Beton besteht aus 1 Teil Zement, 2,1 Teilen Sand, 1,2 Teilen Kies, 0,34 Teilen Wasser und 0,44 Teilen Stahlfasern und hat eine maximale Scherfestigkeit von ca. 800 g/cm2. Der Grad des Verspritzens während des Aufspritzens beträgt 4,8%. Der Beton hat eine Druckfestigkeit von 205 kg/cm2 nach 3 Tagen, 413 kg/cm2 nach 7 Tagen und 505 kg/cm2 nach 28 Tagen und eine Biegefestigkeit von 69 kg/cm2 nach 7 Tagen und 125 kg/cm2 nach 28 Tagen.

Beispiel 15

Einem feuerfesten Pulver, erhalten durch Pulverisierung von Anolcitton und feuerfestem Silikat, wird bei einem Verhältnis von 1:1 Tonerdezement zugesetzt. Durch Zugabe von 0,4 Teilen Wasser erhält man eine fliessfähige Vormischung mit F0 = 0,7 g/cm3, X — 6,2 g • sec/cm4 und AF0 = 0,004 g/cm4.

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Aus Dolomit durch Zugabe von Graphit und Magnesia wird eine Masse geformt, aus der man nach Calcinieren und Zerkleinern einen feuerfesten Zuschlag mit einer Korngrösse von 10 bis 20 mm erhält. Die Vormischung wird sodann dem feuerfesten Zuschlag zugesetzt.

Nach Halten während 3 Stunden wird die Vormischung erneut vermengt und dann mit Hilfe einer Pumpe unter Ausnützung der ihr durch das Wasser verliehenen Fliessfahigkeit mit einer Geschwindigkeit von 301/min gefördert. Danach wird siè verteilt und mit dem mit einer Geschwindigkeit 301/ min mit Pressluft herantransportierten Grobzuschlag 3 m vor der Spritzdüse vermischt, wonach die erhaltene Mischung auf einen Eisenzylinder aufgespritzt wird, wodurch man eine feuerfeste Schicht in einer Dicke von 18 cm erhält. Während des Aufspritzens läuft nichts ab und man erhält eine Schutzschicht von gleichmässiger Dicke. Die Schicht besteht aus 1 Teil Tonerdezement, 1,7 Teilen feuerfestem Material, 0,9 Teilen feuerfestem Grobzuschlag und 0,4 Teilen Wasser. 24 Stunden nach dem Aufspritzen hat die Schicht eine Druckfestigkeit von 262 kg/cm2.

Beispiel 16

Verwendet werden dieselbe Vormischung und derselbe feuerfeste Grobzuschlag wie im Beispiel 15. Verwendet wird jedoch ein feuerfestes Pulver mit einer Korngrösse von unter 1 mm, dessen Oberflächenwassergehalt durch Zugabe von Wasser zum Grobzuschlag auf 8% eingestellt wird. Die übrigen Bedingungen entsprechen Beispiel 13. Die Druckfestigkeit beträgt nach 24 Stunden 284 kg/cm2.

Vorteilhaft ist es, eine entsprechende Menge Grobzuschlag, wie Kies, der breiartigen Vormischung zuzusetzen und dann diese mit einem Grob- oder Feinzuschlag zu vermischen. Da offensichtlich in diesem Falle, wo der Grobzuschlag sowohl in die frische Mischung als auch in das trok-kene Pulver eingearbeitet wird, der Grobzuschlag das Mischen erschwert, erleichtert es die Bereitung des Gemisches, vorgängig feste Komponenten, wie Sand, Kies und Zement einzuarbeiten und dann zu einem Teil dieser Komponenten zwecks Herstellung einer frischen Mischung Wasser zuzusetzen. Die Zugabe von Grobzuschlag zur frischen Mischung lässt deren Volumen ansteigen und vermindert auf diese Weise den Zementanteil. Gegenüber dem Verfahren gemäss dem Stand der Technik, bei dem der Sand sowohl der frischen Mischung als auch der trockenen Zusammensetzung zugesetzt wird, kann erfindungsgemäss die Menge des einzuarbeitenden Grobzuschlags gesteigert und damit ein Spritzzement mit einer höheren mechanischen Festigkeit erhalten werden. Da ausserdem beide Komponenten Zuschläge enthalten und im wesentlichen dieselbe Masse besitzen, ist es möglich, diese ohne weiteres zu einem homogenen Produkt zu vereinigen, was das nachfolgende Beispiel illustriert.

Beispiel 17

1 Teil Zement, 1 Teil Sand, 0,38 Teile Wasser, 0,007 Teile eines Zusatzes werden miteinander zu einem Mörtel vermischt, dem dann Kies mit einer Teilchengrösse von 5 bis 15 mm zugesetzt wird, wodurch man eine breiartige Mischung mit einem Setzwert von 24 cm erhält; dies zeigt, dass die erhaltene Mischung trotz des Gehalts an Kies Breieigenschaften aufweist. Zur Kontrolle wird 1 Teil Zement, 3,8 Teilen Sand als Zuschlag mit einer Teilchengrösse von 2,5 mm und einem Oberflächenwassergehalt von 8% zwecks Beschichtung der Sandteilchen mit Zement zugesetzt. Dem Sand, der trocken erscheint, werden dann 3,9 Teile Kies mit einer Korngrösse von 5 bis 15 mm zugesetzt, und das erhaltene Gemisch wird mit Pressluft zur. Düse gefördert. Die breiartige Vormischung wird dann diesem Gemisch in der Nähe der Düse zugesetzt und dann aufgespritzt.

Die breiartige Vormischung wird mit dem Zuschlag in einem Verhältnis von 1:1,2 vermischt. Der erhaltene Beton besteht aus 1 Teil Zement, 1,81 Teilen Sand, 1,93 Teilen Kies, 0,33 Teilen Wasser und 0,003 Teilen Zusatz. Die maximale Scherfestigkeit beträgt 273 g/cm2 und die Druckfestigkeit 343 kg/cm2 nach 3 Tagen, 536 kg/cm2 nach 7 Tagen und 642 kg/cm2 nach 28 Tagen. Anderseits zeigt ein Mörtel mit denselben Mengen Zement, Sand und Wasser^ wie eben beschrieben, jedoch ohne Kies und mit 0,005 Teilen Zusatz die Werte F0 = 3,5 g/cm3, AF0 = 0,04 g/cm"- und X = 4 g • sec/ cm4. Diesem Mörtel wird ein Zuschlag derselben Zusammensetzung bei einem Verhältnis von 1 : 1,2 zugesetzt, wonach die erhaltene Mischung aufgespritzt wird. Der Beton besteht aus 1 Teil Zement, 1,63 Teilen Sand, 1 Teil Kies, 0,35 Teilen Wasser und 0,004 Teilen Zusatz. Dies zeigt, dass die Kiesmenge auf 50% gesunken ist, dementsprechend auch die Sandmenge. Die Zementmenge ist somit entsprechend gering. Die maximale Scherfestigkeit beträgt 205 g/cm2, die Druckfestigkeit 332 kg/cm2 nach 3 Tagen, 515 kg/cm2 nach 7 Tagen und 615 kg/cm2 nach 28 Tagen.

Beispiel 18

1 Teil Zement, 1 Teil Sand, 0,38 Teile Wasser und 0,006 Teile eines Zusatzes werden miteinander vermischt, wodurch man einen Mörtel mit einer Scherspannung von F0 = 3 g/ cm2, AF0 = 0,04 g/cm4 und X = 33 g • sec/cm4 erhält. 25 Volumen-% Glasfasern werden dann mit diesem Mörtel zu einem Brei mit einem Fliesswert von 220 mm, ermittelt nach JIS R 5201, vermischt.

Als Kontrolle werden 0,26 Teile Zement einem Teil Flusssand mit 8% Wasser zum Überziehen des Sandes mit Zement zugegeben, wonach die Mischung mit Pressluft gefördert wird. Die breiartige, Glasfasern enthaltende, Vormischung wird dann in die Mischung bei einem Verhältnis von 4:1 eingearbeitet und dann aufgespritzt.

Der Beton besteht aus 1 Teil Zement, 1,5 Teilen Sand, 0,076 Teilen Glasfasern und 0,36 Teilen Wasser bei einem Volumenanteil der Fasern von 2%. Der Beton hat eine maximale Scherfestigkeit von 213 kg/cm2, ein Abfliessen wird auch in Abwesenheit eines Bindemittels zum raschen Abbinden nicht festgestellt.

Nach dem Aufspritzen hat der Beton eine Druckfestigkeit von 273 kg/cm2 und eine Biegefestigkeit von 82 kg/cm2 nach 3 Tagen. Nach 7 Tagen beträgt die Druckfestigkeit 411 kg/cm2 und die Biegefestigkeit 103 kg/cm2 und nach 28 Tagen die Druckfestigkeit 571 kg/cm2 und die Biegefestigkeit 136 kg/cm2.

Beispiel 19

1 kg Zement, 2 kg Sand mit 10% Oberflächenwasser und 2 kg Kies werden sorgfältig miteinander vermischt. Die Mischung wird in zwei Portionen bei einem Verhältnis von 1: 1,25 aufgeteilt. Der ersten Portion werden 0,2 Teile Zement, 0,1 Teile Wasser und 0,003 Teile Zusatz zugesetzt, wodurch man einen Brei mit einem Setzwert von 23 cm erhält. Der Brei wird dann mit Hilfe einer Pumpe gefördert, während die andere Portion mit Pressluft gefördert wird. Beide Portionen werden dann in der Nähe der Spritzdüse vereinigt und dann aufgespritzt.

Der erhaltene Beton enthält 1 Teil Zement, 1,4 Teile Sand, 1,4 Teile Kies, 0,31 Teile Wasser und 0,006 Teile Zusatz und hat eine maximale Scherfestigkeit von 213 g/cm2. Die Druckfestigkeit des Betons beträgt 285 kg/cm2 nach 3 Tagen, 421 kg/cm2 nach 7 Tagen und 623 kg/cm2 nach 28 Tagen.

Gemäss diesem Beispiel wird die Mischung aus Zement, Sand und Kies in zwei Portionen aufgeteilt. Danach wird eine der Portionen mit Wasser und Zement versetzt, wo5

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durch man einen Brei erhält. Dementsprechend ist es möglich, die Mischanlagen zu vereinfachen. Dies gilt insbesondere lur die Anlagen zum Wiegen und Beschicken der einzelnen Komponenten vor dem Mischen, da für Sand und Kies ein einziges System ausreicht.

Wie bereits beschrieben, werden der Zementbrei bzw. Mörtel, der Grobzuschlag, wie Kies, und der Feinzuschlag, wie Sand, durch getrennte Rohre gefördert, so dass der Zementbrei bzw. der Mörtel im Breizustand, d.h. fliessfähig gefördert werden kann. Ferner werden der Grob- und Feinzuschlag in trockenem Zustand gefördert, was ihren raschen Transport ermöglicht. Die einzelnen Komponenten können somit über eine grosse Strecke mit Hilfe relativ einfacher Förderanlagen transportiert werden. Im Spritzbereich werden die einzelnen Komponenten miteinander vereinigt und dann bei maximaler Scherfestigkeit und minimalem Verspritzen und Abbröckeln aufgespritzt. Ausserdem werden die pulverförmigen Stoffe, wie Zement, als Brei oder Mörtel infolge der Zugabe von Wasser transportiert, was das Problem der Staubbildung beseitigt und somit die Arbeitsbedin-5 gungen verbessert. Ausserdem ist der Wasserzementwert herabgesetzt, die Feststoffe üben aufeinander unmittelbar Anziehungskräfte aus, wobei sich, wenn überhaupt, zwischen ihnen nur ein ganz dünner Wasserfilm befindet, weshalb Betonschichten von hoher Festigkeit und grosser Dicke io erzeugt werden können. Erfindungsgemäss ist es somit möglich, vorteilhaft eine Spritzzementmischung zu erzeugen, was nach den bisherigen Nass-, Trocken- bzw. Halbnassverfahren nicht möglich war. Erfindungsgemäss ist es ferner möglich, die Zementmenge herabzusetzen, die Bereitung der auf-i5 zuspritzenden Stoffe zu vereinfachen und die Trockenkomponente mit dem Brei homogen zu vermischen.

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