JP2003502269A - コンクリート混和材 - Google Patents

コンクリート混和材

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Abstract

(57)【要約】 スプレーコンクリート用の急結混和材であって、（ａ）水酸化アルミニウムの有機酸との反応生成物；（ｂ）硫酸アルミニウム；および（ｃ）少なくとも１つのアルカノールアミンを含む、前記急結混和材。急結剤が加えられたコンクリートは急速に凝結する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は、セメント組成物およびそこでの使用のための急結混和材、特にシ
ョットクリート急結剤に関する。 岩面およびトンネル等の下地に適用されるスプレーコンクリートまたは“ショ
ットクリート”は非常に早く凝結しなければならない。そのような使用において
、塩化カルシウムのような伝統的なコンクリート急結剤は効果的でなく、そして
アルミン酸ナトリウムおよびアルカリ金属水酸化物を含むより強力な急結剤が使
用されねばならない。これらは非常にアルカリ性であり、取り扱いの難しさとト
ンネル等の限られたスペースでスプレーするときの不快な状態とを共に生じる。
【０００２】 アルミニウム化合物に基づく別の急結技術が長い間知られている。水酸化アル
ミニウムそれのみ又は他の材料と組み合わせての使用が、例えば特開昭51-14442
5号公報および欧州特許第0 076 927号明細書に記載されている。 これへの変化では、水酸化アルミニウムを一部酸、好ましくは有機酸と反応で
きる−例えばドイツ特許DD 226 344号明細書、英国特許GB2 307 475号明細書、
および欧州出願0 798 300号公報を参照されたい。
【０００３】 硫酸アルミニウムがまた、急結系の成分として知られており、例えば特開昭50
-143816号公報、特開昭58-99147号公報および特開昭63-291839号公報、および欧
州特許出願0 812 812号公報に記載されている。コンクリート急結剤に使用され
ている他のアルミニウム化合物は、塩基性硫酸アルミニウム（またヒドロキシ硫
酸アルミニウムとして知られている）である−例えば欧州特許0 711 260号公報
および 0 775 097号公報を参照。
【０００4】 特に効果的な急結混和材を特別な成分と組み合わせて製造できることがここに
見い出された。従って、本発明により、 （ａ）水酸化アルミニウムの有機酸との反応生成物； （ｂ）硫酸アルミニウム；および （ｃ）少なくとも１つのアルカノールアミン を含むスプレーコンクリート用の急結混和材が提供される。
【０００５】 水酸化アルミニウムと有機酸との反応生成物は、当技術分野で知られており、
例えば、上述したDD 226 344号明細書およびGB2 307 475号明細書に記載されて
いる。生成物は、式Al(OH)3-xRx、式中Rは有機酸のアニオンである。酸は、好ま
しくはカルボン酸、より好ましくは低級（C1〜C6)アルカノン酸、そして最も好
ましくは蟻酸または酢酸、最も好ましくは蟻酸である。xの値は、これらの特許
で開示されているように広い範囲に亘って変化でき、同じ値がこの発明において
適用する。
【０００６】 硫酸アルミニウムはよく知られており、且つ容易に得られる材料であり、そし
て例えば、市販のグレード、所謂“１２％”および“１７％”グレード（存在す
る酸化アルミニウムの理論重量％に対して）がこの発明の使用に適当である。 この発明の使用のためのアルカノールアミンは、当技術で知られているいかな
る材料から選択してもよい。好ましいアルカノールアミンは、ジエタノールアミ
ン、トリタノールアミンおよびメチルジエタノールアミンである。２つ以上のそ
のような材料の混合物を使用してもよい。
【０００７】 本発明に記載の急結混和材を生成するために組み合わされる成分の重量割合は
、 成分 最大範囲 好ましい範囲 蟻酸 １〜１０ ６〜８ 水酸化アルミニウム １〜３０ １６〜１８ 硫酸アルミニウム ３０〜６０ ３５〜５５ アルカノールアミン ０．１〜１２ ０．５〜８．０ であり、１００％への残りは水である。蟻酸の好ましい範囲がここに挙げられて
いるが、同じ範囲が他のC1〜C6アルカノン酸に適合する。
【０００８】 アルカノールアミンに関しては、与えられた“最大範囲”は異なるアルカノー
ルアミンの極限に対応する。種々のアルカノールアミンの割合は実際に変化する
。例えば、３つの好ましい材料の実際の“最大範囲”は、 ジエタノルアミン １〜１２％ トリタノルアミン ０．１〜４％ メチルジエタノルアミン １〜８％ である。
【０００９】 しかし、当業者はなにが具合がよく且つ“好ましい範囲”はすべてのアルカノ
ールアミンにに対して妥当であることを容易に確かめることができる。 本発明の特に好ましい態様において、混和材はさらに、硫酸第二鉄をセメント
の0.1-1.0重量%の程度まで含んでもよい。この材料の添加は性能の顕著な改善を
与える。
【００１０】 本発明に記載の混和材はいかなる便利な方法で生産してもよい。成分の添加の
順序は厳密ではない。従って、例えば、上述したDD 226 344号明細書で記載され
るタイプの製品をつくるために蟻酸と水酸化アルミニウムを最初に反応させ、次
いで他の成分をそこへ加えることは可能であり且つ許容される。反応は９０〜９
５℃より高くなく、上昇した温度で行なわれる。代りに、水酸化アルミニウムを
他の成分の加熱混合物へ最後に加えてもよい。これは好ましい方法である。
【００１１】 本発明の混和材は、ショットクリートとともに技術的に知られた方法で使用で
きる。本発明は従って、スプレー可能なコンクリート配合物を作り、この配合物
をノズルを通して下地にスプレーし、この配合物へノズルのところで上記の急結
混和材が供給されることによって下地をコンクリートで被覆する方法を提供する
。混和材はノズルへ水溶液または懸濁液、典型的には５０〜６０重量％の懸濁液
として供給され、そしてコンクリートは０．５〜１５重量％の混和材（セメント
上の固体）を受ける。使用される実際の数字は、セメントの種類および配合デザ
インにより変わるであろうが、適当な量の基準は確実に当技術分野の技術の範囲
のものである。
【００１２】 本発明は従ってさらに、ノズルを通してスプレーすることによって下地にコン
クリートの層を適用する方法を提供するものであって、ノズルのところで上記の
ような急結混和材の急結量が添加される。 本発明の混和材は、他の知られているアルカリを含まない急結剤と比較して通
常は急速な凝結をもたらす。 本発明はさらに、ノズルを経由して下地にスプレーし、硬化がノズルのところ
で上記のような急結混和材の急結量の添加によって促進されることによって適用
される硬化コンクリートの層を提供する。
【００１３】 本発明を、全部が重量で表わされている以下の制限のない例を挙げてここに説
明する。本発明に記載の急速混和材の製造 組成は以下の通りである。 水 ２６部 蟻酸 ８部 水酸化アルミニウム １８部 硫酸アルミニウム（１７％グレード） ４２部 ジエタノールアミン（DEA) ６部
【００１４】 水、蟻酸および硫酸アルミニウムを混合し、５０℃に加熱する。ここで、 DEA
を撹拌しながらゆっくり加える。次いで、再び撹拌しながら水酸化アルミニウム
の添加する。撹拌を続け、温度を８５℃に上げ、澄明な液体が生成されるまでそ
のまま保つ。 このように製造された急結混和材が、２つの高性能市販アルカリ無含有急結剤
に対してセメントペーストおよびモルタルで試験される。 ２つの異なるタイプのポルトランドセメント、Siggenthal Normo 4 CEM I 42.
5（以後“タイプ”Ａ）およびSchwenk CEM I 42.5（以後“タイプ”Ｂ）が使用
される。
【００１５】モルタル試験 モルタルを欧州基準EN 196-1処方に従って作った、即ち セメント ４５０部 砂 １３５０部 水 １８９部 これは水／セメント（Ｗ／Ｃ）比0.42を与える。
【００１６】 モルタル組成のサンプルに上記のようにして製造した急結混和材、および２つ
の市販のアルカリ無含有急結剤、これらは - MEYCO（商標）SA 160 ex MBT (Schweitz) AG、スイス（以後“タイプ II”
） - F100 ex Giulini Chemie GmbH、ドイツ（以後“タイプ III”） である、が添加される。
【００１７】 これらは濃度５％（セメント重量での固体）で使用される。さらに１．５％（
セメントに対する重量の固体）の“Rheobuild”（商標）1000 ex MBT (Schweiz)
AG、BNS-タイプの減水剤が加えられる。この形態で、モルタルはドイツ工業基
準DIN 18555による測定で１７cmのフローを有する。
【００１８】 モルタルは欧州基準EN 196、パート３に従ってビカー針を使用して凝結試験に
付される。結果を以下の表に示す。
【表１】 本発明に記載の混和材が両方の急結剤よりもよい性能を示す。
【００１９】 ペースト試験 ペーストは０．２７のＷ／Ｃ比を有し、サンプルに ５％（セメントに
対する固体）の急結剤を添加する。ペーストはさらに１％（セメントに対する固
体）“Rheobuild”1000を含有する。
【００２０】 ペーストの凝結をモルタルサンプルについて試験し、その結果を以下の表に示
す。
【表２】 再び、本発明に記載の急結混和材の総合的な性能が市販の組成物よりも優れ
ていることを理解することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ２１Ｄ 11/10 Ｅ２１Ｄ 11/10 Ｄ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スプレーコンクリート用の急結混和材であって、 （ａ）水酸化アルミニウムの有機酸との反応生成物； （ｂ）硫酸アルミニウム；および （ｃ）少なくとも１つのアルカノールアミン、 を含む、前記急結混和材。
  2. 【請求項２】 酸が、C1〜C6アルカノン酸、好ましくは蟻酸または酢酸、最
    も好ましくは蟻酸である、請求項１に記載の急結混和材。
  3. 【請求項３】 アルカノールアミンが、ジエタノールアミン、トリタノール
    アミンおよびメチルジエタノールアミンである、請求項１または請求項２に記載
    の急結混和材。
  4. 【請求項４】 混和材が重量％で与えられる以下の組成 蟻酸 １〜１０ 水酸化アルミニウム １〜３０ 硫酸アルミニウム ３５〜５５ アルカノールアミン ０．５〜０．８ 水 １００％まで を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の急結混和材。
  5. 【請求項５】 水へのアルカノールアミン、硫酸アルミニウムおよび有機酸
    の添加、加熱、次いで水酸化アルミニウムを添加することを含む、スプレーコン
    クリートとの使用のための急結混和材を製造する方法。
  6. 【請求項６】 スプレー可能なコンクリート配合物を作り、およびこの配合
    物をノズルを通して下地にスプレーし、この配合物へノズルのところで、請求項
    １−４のいずれか一項に記載の急結混和材が供給されることによって下地をコン
    クリートで被覆する方法。
  7. 【請求項７】 ノズルを通してコンクリートをスプレーすることによる、下
    地にコンクリートの層を適用する方法であって、ノズルのところで請求項１−４
    のいずれか一項に記載の急結混和材の急結量が添加される、前記方法。
  8. 【請求項８】 ノズルを通して下地にスプレーし、ノズルのところで請求項
    １〜４のいずれか一項に記載の急結混和材の急結量の添加によって硬化が促進さ
    れることによって適用される硬化コンクリートの層。
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