JPH0711186B2 - シヨツトクリート層を塗布する方法および吹付け装置 - Google Patents

シヨツトクリート層を塗布する方法および吹付け装置

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JPH0711186B2
JPH0711186B2 JP63101516A JP10151688A JPH0711186B2 JP H0711186 B2 JPH0711186 B2 JP H0711186B2 JP 63101516 A JP63101516 A JP 63101516A JP 10151688 A JP10151688 A JP 10151688A JP H0711186 B2 JPH0711186 B2 JP H0711186B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セメント、骨材、場合によつて添加剤、およ
び水からポンプ輸送−ならびに吹付けできるシヨツトク
リート混合物を混練し、該シヨツトクリート混合物の所
定の質量流を、コンクリート送出ポンプを用いコンクリ
ート供給導管によつて、数バールの送出圧下に存在する
噴出用空気のための噴出用空気導入装置を有する吹付け
装置に供給し、かつ該シヨツトクリート混合物を噴出用
空気で噴出させることにより、表面上にシヨツトクリー
ト層を塗布する方法に関する。さらに、本発明は、この
ような方法を実施するための、噴出用空気導入装置を有
する吹付け装置に関する。−骨材とは、微粒の骨材、殊
にフライアツシユを意味する。添加剤は、たとえば凝結
促進剤または凝結遅延剤であつてよい。しかし合成樹脂
成分であつてもよい。用語“送出圧”とは、噴出用空気
導入装置中へ導入する場合の、相応する圧縮空気源によ
つて提供される噴出用空気の静圧を意味する。
〔従来の技術〕
公知の手段は、有利であることが立証されているが、し
かし凝結時間は比較的に長い。ポンプ輸送−および吹付
けできるシヨツトクリート混合物は、水和の場合に消費
されない過剰量水を有する。この過剰量水は、凝結時間
を妨害因子となる程度に延長する。これは、吹付け過程
で塗布することのできるシヨツトクリート層の厚さを損
う。凝結時間を減少させるためには、シヨツトクリート
混合物に水ガラスを混加することが公知である。
しかしながら、この添加物は、硬化過程に不利な作用を
及ぼす添加剤である。水ガラスは、新しいコンクリート
のpH値をpH＝12.6の標準値よりも上に上昇させるので、
望ましくないアルカリ金属ケイ酸塩反応が、硬化したコ
ンクリートの強度が時間に依存して時々、低下する傾向
を示すことの原因となりうる。
〔発明が達成するための手段〕
本発明の根底をなす課題は、化学的硬化過程に不利な作
用を及ぼすことなしに凝結時間を減少させることであ
る。シヨツトクリートは、表面上に衝突する際および衝
突した後に極めて短かい時間に、その軟かい塑性のコン
システンシーを硬い塑性（erdfeucht）のコンシステン
シーに変えなければならない。
本発明の対象は、セメント、骨材、場合によつて添加
剤、および水から、ポンプ輸送ならびに吹き付けできる
シヨツトクリート混合物を混練し、シヨツトクリートの
所定の質量流をコンクリート送出ポンプを用い、コンク
リート供給導管により、数バールの送出圧下に存在する
噴出用空気のための噴出用空気導入装置を有する吹き付
け装置に供給し、シヨツトクリート混合物を噴出用空気
で噴出させることにより、表面上にシヨツトクリート層
を塗布する方法において、噴出用空気に、少なくとも25
m2/gの内部表面積を有する合成ケイ酸を担持させ、この
噴出用空気を用いてシヨツトクリートの質量流に合成ケ
イ酸を、塗布されたシヨツトクリートが、塗布の直後に
数°Ｋの自発的温度上昇を受けるような量で入れること
を特徴とするシヨツトクリートを塗布する方法である。
この場合に同時に、軟かい塑性のコンシステンシーは、
硬い塑性のコンシステンシーに変えられる。合成ケイ酸
が噴出用空気を用いてシヨツトクリート混合物中に入れ
られるので、混入は噴出の直前および噴出の際に行なわ
れる。相応に密な混合が実施されねばならないことは、
明らかである。合成ケイ酸によつて惹起される化学反応
（コンクリート硬化）は、自発的に行なわれる温度上昇
を生じる。温度は、所定のシヨツトクリート混合物につ
いて実験により容易に測定することができる。本発明に
よれば自発的温度上昇は、合成ケイ酸の粉末量を、凝結
時間の注目すべき減少が達成され、その結果、著しく大
きい層厚を塗布することができるように有効に配量する
ために測定される。他方において、合成ケイ酸は長期
に、硬化シヨツトクリートの強度増加に寄与する。好ま
しくは、合成ケイ酸は、シヨツトクリート混合物の質量
流に、自発的温度上昇が５〜10゜Kであるような量で入れ
られる。これにより、常用のシヨツトクリート混合物の
場合には、噴出用空気を用いてコンクリート混合物の質
量流に、セメント含量に対して合成ケイ酸２〜６重量
％、有利に約４重量％が入れられることになる。本発明
の有利な構成によれば、送出圧下に存在する噴出用空気
に合成ケイ酸を担持させ、このことは合成ケイ酸からな
る薄片（Flocke）および塊状物の形成を回避する。
本発明の有利な１構成は、噴出用空気に、35〜700m2/g
の間の範囲内の内部表面積を有する合成ケイ酸を担持さ
せることを特徴とする。合成ケイ酸に、噴出用空気中に
入れる前かまたは入れる際に、微粒の凝結促進剤を添加
することは本発明の範囲内であり、たとえば合成ケイ酸
には、凝結促進剤25〜40重量％を添加することができ、
その際混合物は合計して100重量％で表わされる。
本発明の範囲内では、常用の全てのシヨツトクリート混
合物、殊に合成樹脂成分を含有するようなものを用いて
も作業することができる。セメント約360kg/m3、粒度分
布曲線（Sieblinie）〔DIN1045、“ベトーン・ウント・
シユタールベトーン（Beton und Stahlbeton）”、出版
社ボイト（Beuth VerlagGmbH）、1978年参照〕B8／C8の
骨材約1760kg/m3および水約200kg/m3を有するシヨツト
クリート混合物が有利であることが判明した。セメント
は、有利にはポルトランドセメント45Fである。
本発明による方法の場合に合成ケイ酸としては、ヴイン
アツカー・キユヒラー（Winnacker-Kuechler）著の“ヒ
エーミツシエ・テヒノロギー（Chemische Technologi
e）”、第３巻、“アンオルガーニツシエ・テヒノロギ
ー（Anorganische Technologie）"II、第４版、出版社
カール・ハウザー（Carl Hauser Verlag）、ミユンヘ
ン、ウイーン在、1983年、第75〜90頁に記載されている
ケイ酸を使用することができる。
焔内加水分解法で製造された熱分解ケイ酸ならびに沈殿
ケイ酸は、特に重要であり、その際、本発明による方法
の場合には沈殿ケイ酸が有利である。
沈殿ケイ酸は、未粉砕か、または蒸気噴射粉砕ないしは
噴霧乾燥するか、または噴霧乾燥および粉砕して使用す
ることができる。
たとえば、次の沈殿ケイ酸を使用することができるが、
その際、沈殿ケイ酸FK320DSが有利である。
物理的−化学的特性値の測定は、次の方法により行なわ
れる： pH−値（DIN53200による） pH値は、ガラス電極およびpH−メータを用い電気測定に
より測定される。ケイ酸のpH−値は、一般に中性の範囲
内にあり、ケイ酸塩のpH値は弱アルカリ性の範囲内にあ
る。
篩残分（DIN53580による） 細粒性に対する１つの特性値が篩残分である。最小量で
沈殿ケイ酸およびケイ酸塩に出現する分散不可能な成分
または分散し難い成分の割合を検出するために、篩残分
はモツカー（Mocker）により測定される。この方法の場
合に、ケイ酸懸濁液は４バールの水圧を用いて篩により
洗浄される。引き続き篩は乾燥され、篩残分は秤量され
る。325メツシユ（ASTMによる）に相当する45マイクロ
メーター篩が使用される。BETによる表面積（DIN6613
1） ケイ酸およびケイ酸塩の表面積は、BET法によりm2/gで
測定される。
この方法は、ガス状窒素の液状窒素の温度での吸着に基
づく。有利にはハウル（Haul）およびデユンブゲン（Du
embgen）によるエリアメーター法（Areameter-Method
e）を使用することができる。較正は必要である。“内
部”表面積も、“外部”表面積も検出される。
一次粒子の平均粒度 一次粒子の平均粒度は、電子顕微鏡による撮影により測
定することができる。このためには、約3000〜5000個の
粒子の直径を測定しそれらの演算による平均を計算す
る。個々の一次粒子は、一般に単離して存在せず、合体
して凝結体および凝集体を形成する。沈殿ケイ酸および
ケイ酸塩の“凝集体”−粒度は、粉砕法に依存する。
突き固め密度（DIN53194による） 粉末状物質の重量についての１つの尺度データである。
ケイ酸約200mlを突き固め容量計のメスシリンダー中に1
250個、タンピングする。秤量および容量から、突き固
め密度を計算しかつg/lで記載する。
乾燥損失（DIN55921による） 沈殿生成物は、小量の物理結合水を含有する。乾燥箱中
で105℃で２時間乾燥した後に、物理結合水の主量は除
去されている。
灼熱減量（DIN55921による） 1000℃で２時間の灼熱時間の後に、シラノール基の形で
化合結合した水も除去されている。灼熱減量は、105℃
で２時間乾燥された物質につき測定される。
沈殿ケイ酸FK320DSは、回転管乾燥後に蒸気噴射粉砕さ
れた沈殿ケイ酸である。
沈殿ケイ酸ドウロシル（Durosil）は、回転管乾燥され
た未粉砕の沈殿ケイ酸である。
沈殿ケイ酸シペルナート（Sipernat）22は、噴霧乾燥さ
れた沈殿ケイ酸である。
沈殿ケイ酸シペルナート（Sipernat）22Sは、噴霧乾燥
された粉砕沈殿ケイ酸である。
本発明による方法は、２つの異なる方法で実施すること
ができる： −湿式吹付け法。コンクリート混合装置中で予め製造さ
れたコンクリート混合物は、施工個所に運搬され、かつ
吹付け装置により圧縮空気供給下に吹付けられる。
−乾式吹付け法。全ての骨材からなるできるだけ乾燥し
た調製混合物に、施工個所で特殊な混合ノズルの使用下
に水が添加され、かつ完成コンクリート混合物として送
出される。
ところで、本発明の目的は、乾式−または湿式吹付け法
により送出されるシヨツトクリートを、その使用性およ
び性質の点で改善することである。沈殿ケイ酸（たとえ
ばFK320DS）は、セメント成分に対して約0.5〜８重量％
がコンクリートに添加される。
その作用は、シヨツトクリートの補剛に基づく。ケイ酸
への付加により、コンクリート混合物から自発的に混水
量が取り去られるが、しかし後で再び硬化過程に供給さ
れる。水が取り去られることは、シヨツトクリートの静
止作用が高められることを意味する。吹付け実験によ
り、はね帰りは減少し、これによつて材料損失が減少す
ることが判明した。基準値により、はね帰りは通常の差
に関して約30重量％から10〜20重量％に減少しうること
が判明する。
水硬性コンクリートのアルカリ性媒体（pH−範囲＞12）
中で、ケイ酸は硬化の間、コンクリート特性改善する活
性物質として作用する。曲げ強さ試験から、セメント含
量に対して沈殿ケイ酸約２重量％を添加することにより
15〜30％だけ増加することが判明した。
この強度増加は、沈殿ケイ酸とセメントコンクリートの
過剰量Ca(OH)2＞pH12との反応に基づく。ケイ酸カルシ
ウム水和物の生成は、人工石コンクリートの構造内の硬
化を生じる。したがつて、添加剤としての沈殿ケイ酸
は、シヨツトクリート品質の改善を惹起し、このことは
その負荷性に関係する。高い強度値が所望されない場
合、セメント含量は取戻すことができ、これにより経済
的利点が得られる。
したがつて、シヨツトクリートへの沈殿ケイ酸の添加
は、次の改善をもたらす： −吹付け過程の際のはね返りの減少。
材料節約＝経済的利点 −硬化コンクリートの高い強度により、多大な負荷性＝
工業的利点が得られる。
−強度値が一定の場合での活性化によるセメント含量の
取戻し＝経済的利点。
これらの作用様式は、シヨツトクリート法の形式に無関
係である。
湿式吹付け法の場合に、沈殿ケイ酸は吹付けノズル中か
またはその前方で、コンクリート流に直接導入され、か
つ均一に混合される。
乾式吹付け法の場合には、沈殿ケイ酸はさしあたり、調
製乾燥混合物か、または施工個所で製造された乾燥混合
物に添加される。この場合、ノズル中ではなお水の添加
が行なわれるにすぎない。
シヨツトクリート中で沈殿ケイ酸を使用することは、特
にトンネル工事およびコンクリート修理（衛生工事）に
おける使用に対するコンクリート特性の改善に役立つ。
また、本発明の対象は、記載された本発明方法を実施す
るための吹付け装置でもある。この装置は、図面に示さ
れている。
唯一つの図面は、このような吹付け装置の縦断面図を示
す。
〔実施例〕
図面から、合成ケイ酸を担持する噴出用空気用の真直ぐ
な案内管１およびあらかじめ混練されかつコンクリート
送出ポンプを用いて供給されるシヨツトクリート混合物
用の、真直ぐな案内管１中に矢印２で表示された吹付け
方向に斜めに導入された供給管３が認められる。しか
し、この吹付け装置は別様に規定することもでき、その
結果、真直ぐな案内管１はシヨツトクリート混合物を案
内するために使用され、かつ斜めに導入される供給管３
は合成ケイ酸を担持する噴出用空気のために使用され
る。実施例中および本発明の有利な１構成によれば、真
直ぐな案内管には、シヨツトクリートを塗布する際に使
用者によつて操作することのできるホース４が接続され
ている。このホースは、同時に渦流形成ランスまたは渦
流形成ホース４として使用される。相応して、渦流形成
管を用いて作業することができる。コンクリート送出導
管に関しては、真直ぐな案内管１がノズルとして構成さ
れ、かつそのために静圧が動的エネルギーに変換される
縮流装置が備えられていてもよい。図示された吹付け装
置は、５バールよりも高い、有利に約８バールの噴出用
空気の送出圧に合わせて調整されている。このために、
案内管１ならびに供給管３は、約50mmの内径Ｄを有して
いる。導入角ａは、約30°である。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、本発明による吹付け装置の１実施例を示す
部分的略示縦断面図である。 １…案内管、２…矢印、３…供給管、４…ホース、Ｄ…
内径、ａ…導入角

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】セメント、骨材、場合によつて添加剤、お
    よび水からポンプ輸送−ならびに吹付けできるシヨツト
    クリート混合物を混練し、該シヨツトクリート混合物の
    所定の質量流を、コンクリート送出ポンプを用いコンク
    リート供給導管によつて、数バールの送出圧下に存在す
    る噴出用空気のための噴出用空気導入装置を有する吹付
    け装置に供給し、かつ該シヨツトクリート混合物を噴出
    用空気で噴出させることにより、表面上にシヨツトクリ
    ート層を塗布する方法において、噴出用空気に、少なく
    とも25m2/gの内部表面積を有する合成ケイ酸を担持さ
    せ、該噴出用空気を用いてシヨツトクリート混合物の質
    量流に合成ケイ酸を、塗布されたシヨツトクリートが塗
    布の直後に数゜Kの自発的温度上昇を受けるような量で入
    れることを特徴とするシヨツトクリート層を塗布する方
    法。
  2. 【請求項２】合成ケイ酸をシヨツトクリート混合物の質
    量流に、自発的温度上昇が５〜10゜Kであるような量で入
    れる請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】噴出用空気を用いてシヨツトクリート混合
    物の質量流に、セメント含量に対して合成ケイ酸２〜６
    重量％を入れる請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】コンクリート混合物の質量流に、セメント
    含量に対して合成ケイ酸約４重量％を入れる請求項１ま
    たは２記載の方法。
  5. 【請求項５】送出圧下に存在する噴出用空気に、合成ケ
    イ酸を担持させる請求項１から４までのいずれか１項記
    載の方法。
  6. 【請求項６】噴出用空気に、75〜700m2/gの間の範囲内
    の内部表面積を有する合成ケイ酸を担持させる請求項１
    から５までのいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】合成ケイ酸を、噴出用空気中に入れる前
    か、または入れる際に、微粒の凝結促進剤と混合する請
    求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】合成ケイ酸に、凝結促進剤20〜45重量％を
    添加する（混合物100重量％）請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】セメント約360kg/m3、 粒度分布曲線B8／C8の骨材1760kg/m3 水200kg/m3 を有するシヨツトクリート混合物を用いて作業する請求
    項１から８までのいずれか１項記載の方法。
  10. 【請求項１０】ボルトランドセメント45Fを用いて作業
    する請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】請求項１から10までのいずれか１項記載
    の方法を実施するための、噴出用空気導入装置を有する
    吹付け装置において、合成ケイ酸を担持する噴出用空気
    ないしはシヨツトクリート混合物用の真直ぐな案内管
    （１）およびこの真直ぐな案内管（１）中に吹付け方向
    に、斜めに導入されたシヨツトクリート混合物ないしは
    噴出用空気用の少なくとも１個の供給管（３）を有する
    ことを特徴とするシヨツトクリート層を塗布する吹付け
    装置。
  12. 【請求項１２】真直ぐな案内管（１）に、渦流形成ラン
    ス（４）が接続されている請求項11記載の吹付け装置。
  13. 【請求項１３】真直ぐな案内管（１）に、渦流形成ホー
    ス（４）が接続されている請求項11記載の吹付け装置。
  14. 【請求項１４】５バールよりも高い噴出用空気の送出圧
    の場合に、案内管（１）ならびに供給管（３）が約50mm
    の内径（Ｄ）を有しかつ導入角（ａ）が約30°である請
    求項11から13までのいずれか１項記載の吹付け装置。
JP63101516A 1987-04-30 1988-04-26 シヨツトクリート層を塗布する方法および吹付け装置 Expired - Lifetime JPH0711186B2 (ja)

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