JPH05105498A - 吹付けコンクリートまたはモルタル用の添加物質、これを使用する吹付けコンクリートまたはモルタルの製法 - Google Patents

吹付けコンクリートまたはモルタル用の添加物質、これを使用する吹付けコンクリートまたはモルタルの製法

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JPH05105498A
JPH05105498A JP3197857A JP19785791A JPH05105498A JP H05105498 A JPH05105498 A JP H05105498A JP 3197857 A JP3197857 A JP 3197857A JP 19785791 A JP19785791 A JP 19785791A JP H05105498 A JPH05105498 A JP H05105498A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吹付けコンクリートまたはモルタル用添加物
質および使用方法に関し、施工中に粉塵または反跳を少
なくすることを目的とする。 【構成】 吹付けコンクリートまたはモルタルを乾式ま
たは湿式で施工するとき、けい酸ゾルを含むか、または
けい酸ゾルからなる添加物質を、有利には吹付け中に、
たとえば吹付けノズルに導入するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明の目的は、吹付けコンクリートまた
はモルタルを乾式または湿式の方法によって施工すると
き、粉塵または反跳を少なくする添加物に関する。予期
しないことに、この目的は、けい酸ゾルを含む添加物質
か、またはこれからなる添加物質によって達成すること
ができた。
【０００２】けい酸ゾルは周知のように、非晶質二酸化
けい素（ＳｉＯ2 ）の水性コロイド分散体を形成し、こ
れは個別の球形粒子が表面に水酸基を有し、相互に結合
して網状体を形成している。けい酸ゾルの物理的および
化学的の特性ならびにその製法は、Ullmans Encyklopae
die der Technichen Chemie、第４版、第２１巻、４５
６−４５８頁に記載されている。
【０００３】周知のように、コンクリートの製造におい
て非晶質二酸化けい素を粉末または水性分散体として添
加して、特にコンクリートの圧縮強度を高め、かつコン
クリートへの水溶液の浸入を減少させることが行われて
いる。非晶質二酸化けい素は、一般にけい素およびけい
素合金の製造で副生する微細なけい酸またはシリカヒュ
ームとして添加する。このとき排気ガスを急冷して電気
フィルタで分離される微小粒子からなるフライアッシュ
に関する。このフライアッシュは、添加物質として従来
使用された火力発電所からのフライアッシュとは、化学
的組成および粒子の大きさが相違する。ＳｉＯ2 含量は
一般に８０％を超え、可燃物含量は１％未満である。こ
の物質は非晶質けい酸ガラスであり、電子顕微鏡で粒子
の完全な球形を観察することができる。粒子の直径は
０．２μｍ未満であり、比表面積は、Ｂｒｕｎａｕｅ
ｒ，ＥｍｍｅｔおよびＴｅｌｌｅｒが吸着によって測定
し、一般に１５〜３０ｍ2 ／ｇであるが、特殊な場合に
は４００ｍ2 ／ｇにも達する。
【０００４】また周知のように、吹付けコンクリートま
たはモルタルの製造において、シリカヒュームを添加し
て製品の性質を改良する。それにはセメントの重量に対
してシリカヒュームを粉末で５〜１０％、スラリで１０
〜２０％添加して、吹付けコンクリートまたはモルタル
に混合する。
【０００５】添加量がこのように多量であるので、貯
蔵、輸送およびコンクリートへの添加を困難にする。吹
付けにおいて、シリカヒュームスラリでは粉塵の発生が
ほぼ変らないが、粉末状シリカヒュームでは粉塵の発生
を高める。他方スラリの使用は、装置たとえばポンプ、
配量装置、吹付けノズルなどを著しく摩耗する。驚くべ
きことに、吹付けコンクリートまたはモルタルの製造に
おいてシリカヒュームを粉末またはスラリの形で加える
ことに伴なう上記欠点を、その代りにけい酸ゾルを添加
物質として使用することによって、回避することができ
た。言い換えれば、驚くべきことに乾式または湿式の吹
付けコンクリートまたはモルタルの施工において、けい
酸ゾルを含むか、またはこれよりなる添加物質の助けに
よって、粉塵および反跳の減少を達成できることが明か
になった。
【０００６】それ故、本発明の対象は、吹付けコンクリ
ートまたはモルタル用の添加物質であって、乾式または
湿式の方法による吹付けコンクリートまたはモルタルの
施工において、粉塵および反跳の減少を達成する、けい
酸ゾルを含むか、またはこれよりなることを特徴とする
添加物質である。本発明の他の対象は、乾式または湿式
の方法による吹付けコンクリートまたはモルタルの製法
であって、本発明による添加物質を添加することを特徴
とする方法である。
【０００７】周知のように、けい酸ゾルは相対的に不安
定な系であって、電解質の添加またはpHの変化によって
ゲルに変ることができる。吹付けコンクリートまたはモ
ルタルの製法において、本発明による添加物質を添加す
ることによる予期しない利益は、このゲル形成にもとづ
くものと認められる。
【０００８】けい酸ゾルは、その不安定性およびその特
殊な微小性にもとづいて、反応性が高いので、セメント
の水和工程において形成される水酸化カルシウムと急速
に反応すると考えられる。吹付けコンクリートまたはモ
ルタルは、一般にpHが１３と高い値を示す。この高いpH
は、吹付けコンクリートまたはモルタルにおいて、カル
シウムイオンの存在と相俟って、本発明の添加剤を添加
すると、けい酸が直ちにゲル化することに寄与する。
【０００９】周知のように、通常のフライアッシュをコ
ンクリート組成物に添加するときは、硬化遅延が観察さ
れる。これに対して、本発明のけい酸ゾルをベースとす
る添加物質は、吹付けコンクリートまたはモルタルに添
加するときに、硬化遅延は全く認められない。
【００１０】吹付けコンクリートまたはモルタルの製法
において、本発明の添加物質を吹付けコンクリートまた
はモルタルに少量結合させ、これによって粉塵の発生を
著しく回避できることが判明した。本発明の添加物質に
よって達成される別の利益は、各粒子の粘着性を高める
ことである。これによって、施工工程において、凝結促
進剤を添加することなしに塗布して、極めて厚い層を形
成することができるであろう。
【００１１】周知のように、吹付けコンクリートは湿式
また乾式の方法によって塗布することができる。湿式方
法では、セメント、水およびすべての添加物を一緒に混
合して、トンネルの壁、または他の平面に、ノズルを使
用して吹付けることができる。乾式方法では成分を乾燥
して混合し、同様に水を導入するノズルに導く。一般に
乾式方法では硬化が著しく促進される。２つの方法と
も、コンクリートの修復および構築物の修復において大
量に導入される。
【００１２】実際上の理由、たとえば一定の品質を確保
する必要から、湿式方法の実施が近年ますます行われる
ようになった。混合済みのコンクリートまたはモルタル
は、建設現場においてかまたは輸送コンクリート作業場
から受取ることができる。良好な施工性、たとえば、ポ
ンプ送液性、あるいは必要に応じて長時間の施工可能性
を得るために、一般に周知のコンクリート添加物質をコ
ンクリート製造時に添加することができる。このような
添加物質としてはコンクリートの減水剤および高効率減
水剤、凝結遅延剤、気泡形成剤および水性ポリマー分散
剤である。
【００１３】本発明による添加物質は、水性けい酸ゾル
を含むか、または水性けい酸ゾルよりなる。このけい酸
ゾルは、粒子の大きさが７〜４０nm、比表面積が５０〜
７００ｍ2 ／ｇ、特に８０〜５００ｍ2 ／ｇであること
が有利である。
【００１４】本発明のけい酸ゾルをベースとする添加物
質は、一般に乾燥重量について二酸化けい素の含量が５
〜６０重量％、特に１５〜５０重量％を示す。
【００１５】吹付けコンクリートまたはモルタルを乾式
または湿式方法によって製造するとき、本発明の添加物
質を吹付けの直前、または吹付け中に吹付けコンクリー
トまたはモルタルに添加する。添加物質は吹付けノズル
に、たとえば配量ポンプを使用して導入することが有利
である。
【００１６】この添加物質は、吹付けコンクリートまた
はモルタルに含まれる結合剤の重量について、０．１〜
１００重量％、特に１〜２０重量％を添加することが有
利である。
【００１７】本発明の添加物質は、次の群に含まれる少
なくとも１つの成分とともに、吹付けコンクリート組成
物または吹付けモルタル組成物に付加することができ
る：コンクリート減水剤、高効率コンクリート減水剤、
凝結遅延剤、気孔形成剤、およびポリマー分散剤。ま
た、本発明の添加物質は、上記の成分の１つまたは複数
を予め混合することもできる。
【００１８】吹付けコンクリートまたは吹付けモルタル
の製造において、本発明の添加物質に加えて、粉末状ま
たは液体状の凝結促進剤を、特に吹付けコンクリートの
吹付け直前、または吹付け中に加えることが有利であ
る。このとき凝結促進剤は配量ポンプによって吹付けノ
ズルに導入することが有利である。本発明の添加物質を
配量ポンプによって吹付けノズルに導入するとき、液体
状の凝結促進剤を一般に別の配量ポンプで吹付けノズル
に導入する。
【００１９】本発明の添加物質を凝結促進剤とともに複
合して添加することは、特に有利な結果をもたらす。こ
れは凝結促進剤が電解質であり、それ故およびそのpHの
値にもとづいて、けい酸ゾルのゲル化が促進されるため
である。けい酸ゾルと凝結促進剤との複合添加は、吹付
けた吹付けコンクリート層の強度を増加させる。
【００２０】次に実施例によって本発明をさらに説明す
る。すべての実施例において、モルタル混合物は、０．
８mmの砂１４４０kgとポルトランドセメント（Ｔｙｐ
Ｉ）３５０kgとを含む混合物を使用した。アルミン酸を
ベースとする凝結促進剤は、ＳＩＫＡ ＡＧの商品名Ｓ
ｉｇｕｎｉｔであった。この凝結促進剤を、モルタル混
合物に使用したポルトランドセメントの重量につき、次
に示す百分率で加えた。すなわち実験１および４では、
乾燥混合物に５％の粉末状凝結促進剤ＳＩＧＵＮＩＴ−
粉末を加え、また実験２では、５％の液体状凝結促進剤
ＳＩＧＵＮＩＴ−Ｌ６２を吹付けノズルに導入した。
【００２１】実験３および４では、本発明の添加物質を
吹付けノズルに導入した。これらの実験において導入し
た本発明の添加物質は、ゾルについて３５重量％の二酸
化けい素を含む水性けい酸ゾルであった。実験３および
４では、この３５重量％ゾルをセメントの重量について
５重量％加えた。シリカヒューム粉末は乾燥混合物に加
え、シリカヒュームスラリは吹付けノズルに加えた。
【００２２】装置は、コンクリート吹付け機Ｔｙｐｅ
ＡＬＩＶＡ ２４６、３．６ｌの回転器、直径３８mmの
供給ホース、および通常の吹付けノズルを使用した。空
気圧は２．５bar であった。粉塵は吹付け中に測定し、
反跳は受止めて実験が終った後に計量した。粉塵測定
は、鉱山における粉塵測定方法により、Berlin 36, Dre
sdnerstrasse11, Wazau商会の装置ＭＰＧ １１を用い
て試料を採取し測定した。
【００２３】反跳測定は、トンネルの天井に吹付けると
きに、垂直方向と頭上で行い、底に達した物質はプラス
チックシート上に捕捉して計量した。２４時間後に、硬
化した吹付けモルタルから打抜き試料を引抜いて、時間
を変えて圧縮強度を測定した。
【００２４】実験１〜４に加えて、さらに実験を行っ
た。すなわち、けい酸ゾルの代り、または凝結促進剤の
代りに、実験５では５０％シリカヒュームスラリ１５
％、実験６ではシリカヒューム粉末１２％を加えた。こ
の実験５，６および実験１〜４において得られた値を次
にまとめて表示する。
【表１】
【表２】
【表３】
【００２５】表１および表２に示すように、実験１の粉
末状または実験２の液体状の凝結促進剤は、実験３の本
発明のけい酸ゾルをベースとする添加物質を添加すると
きより、明かにより多量の粉塵を形成し、かつ著しく反
跳を増加する。しかし実験４の本発明の添加物質と粉末
状凝結促進剤との複合添加は、極めて良好な結果を示
す。
【００２６】さらに表１および２から明かなようにシリ
カヒュームを実験５のスラリまたは実験６の粉末として
添加するときは、粉塵または反跳を減少させる効果がな
く、けい酸ゾルをベースとする本発明の添加物質とは、
全く別種の作用を示す。
【００２７】表３の結果によれば、実験３のけい酸ゾル
の単独添加が、実際に１日後の測定も７日後の測定も、
実験１の粉末状凝結促進剤の単独添加より圧縮強度が高
いことを示す。さらに実験２の液体状凝結促進剤と比較
すると、実験３の本発明のけい酸ゾルをベースとする添
加物質は７日後には、実験２の液体状凝結促進剤の７日
後より圧縮強度が高いことを示す。１日後および７日後
に測定した最良の圧縮強度は、実験４の本発明のけい酸
ゾルをベースとする添加物質と粉末状の凝結促進剤との
複合添加によって得られる。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吹付けコンクリートまたは吹付けモルタ
    ルを乾式または湿式の方法によって施工するときに、け
    い酸ゾルを含むか、またはけい酸ゾルからなり、粉塵お
    よび反跳を減少させることを特徴とする吹付けコンクリ
    ートまたは吹付けモルタル用の添加物質。
  2. 【請求項２】 けい酸ゾルは粒度が７〜５０nm、比表面
    積が５０〜７００ｍ 2 ／ｇ、特に５０〜５００ｍ2 ／ｇ
    である請求項１に記載の添加物質。
  3. 【請求項３】 乾燥重量について二酸化けい素含量が５
    〜６０重量％、特に１５〜５０重量％である請求項１ま
    たは２に記載の添加物質。
  4. 【請求項４】 けい酸ゾルが、水性けい酸ゾルである、
    請求項１〜３のいずれかに記載の添加物質。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載された添
    加物質を添加することを特徴とする乾式または湿式の方
    法による吹付けコンクリートまたは吹付けモルタルの製
    法。
  6. 【請求項６】 吹付けコンクリートまたは吹付けモルタ
    ルの吹付け直前、または吹付け中に、添加物質を添加
    し、かつこの添加物質を、有利には吹付けノズルに、た
    とえば配量ポンプによって、導入する請求項５に記載の
    方法。
  7. 【請求項７】 吹付けコンクリートまたは吹付けモルタ
    ルに含まれる結合剤の重量につき、０．１〜１００重量
    ％の添加物質を添加する請求項５または６に記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 コンクリート減水剤、 高効率コンクリート減水剤、 凝結遅延剤、 気孔形成剤および水性ポリマー分散剤を含む群の少なく
    とも１つの成分を他の構成要素として含む吹付けコンク
    リートまたは吹付けモルタルに、添加物質を添加する請
    求項５〜７のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】 コンクリート減水剤、 高効率コンクリート減水剤、 凝結遅延剤、 気孔形成剤および水性ポリマー分散剤を含む群の少なく
    とも１つの成分を他の構成要素として含む吹付けコンク
    リートまたは吹付けモルタルに、添加物質を混合する請
    求項５〜８のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 吹付けコンクリートまたは吹付けモル
    タルの製造において、さらに粉末状または液体状の凝結
    促進剤を、有利には吹付け直前、または吹付け中に、添
    加する請求項５〜９のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項１１】 添加物質を配量ポンプで吹付けノズル
    に導入し、かつ液体状の凝結促進剤を使用するときは、
    この凝結促進剤を別の配量ポンプで同様に吹付けノズル
    に導入する、 請求項５〜１０のいずれかに記載の方法。
JP3197857A 1991-06-21 1991-08-07 吹付けコンクリートまたはモルタル用の添加物質、これを使用する吹付けコンクリートまたはモルタルの製法 Pending JPH05105498A (ja)

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EP (1) EP0519155B1 (ja)
JP (1) JPH05105498A (ja)
AT (1) ATE143928T1 (ja)
CA (1) CA2071103C (ja)
CH (1) CH682073A5 (ja)
DE (1) DE59207313D1 (ja)
DK (1) DK0519155T3 (ja)
ES (1) ES2037642T3 (ja)
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GR (2) GR930300029T1 (ja)
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