NO172255B - Fremgangsmaate ved innblanding av tilsetningsstoffer i en stoepemasse samt tilsetning til bruk ved fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ved innblanding av tilsetningsstoffer i en støpemasse som transporteres til et utstøpingssted, hvor støpemassen skal ha en konsistens som er egnet for utstøping av støpemassen på substrater av betong, stål eller annet materiale for reparasjon, forsterkning, beskyttelse, tetting mot vann eller et annet formål, hvor tilsetningsstoffene kan reagere kjemisk med hverandre og hvor tilsetningsstoffene eventuelt tilsettes i kombinasjon med vanlige benyttede, ytterligere tilsetningsstoffer for massen, såsom akselleratorer, fibre etc, idet det som komponenter fordelaktig kan benyttes kjente tilsetningsstoffer til betong, mørtel, pussmasse og lignende.

Ved sprøytebelegning av vegg- og takflater er det et frem-herskende problem å få den påsprøytede masse til å sitte på flatene, samtidig som denne sprøytemassen skal ha en konsistens, slik at den kan sprøytes. Dette problem gjelder spesielt ved påsprøytning av belegg som skal ha en viss tykkelse, og det største arbeidsområde hvor det benyttes slik sprøyting er betong-, mørtel- og pussprøyting. En lignende sprøytemetodikk benyttes, selv om i mindre utstrekning også på andre mate-rialer, f.eks. sparkelmasser, plastmasser osv. I den følgende beskrivelse tas det imidlertid utgangspunkt i det mest generelle eksempel, nemlig betongsprøyting.

Sprøytebetongstøping er en teknikk hvor det i én og samme operasjon fremføres en betongmasse til et sprøytemunnstykke, hvorfra betongen sprøytes ut på en flate hvor den mer eller mindre umiddelbart er stiv og danner det ønskede betongbelegg. Transporten skjer gjennom slanger eller rør enten ved pumping av en ferdigblandet betong (våtmetoden) eller ved at en tørrbetong (uten vann) transporteres i en luftstrøm (tørr-metoden). Umiddelbart etter at betongen forlater slangen vil den oppfanges og avleires mot den ene side i forskaling eller et underlag.

Når betongen treffer underlaget, er det vesentlig at den blir hengende etterhvert som tykkelsen på støpen øker. Betongen må sprøytes fast mot underlaget og må være kohesiv at det er mulig å bygge den ut i ønsket tykkelse. En vertikal flatedekning er enkel å utføre, men ved tykke lag kan det lett oppstå sig i massen. Ved sprøyting av betong etter våtmetoden må den masse som sprøytes ut oppfylle to betingelser, nemlig den må være godt pumpbar og må ha klisteref f ekt idet den forlater munnstykket.

For å oppnå en slik kvalitet benyttes det en rekke tilsetninger til betongen. For å kunne fremføre betongstøpemassen gjennom rør og slange må den ha en viss konsistens som vil gjøre at den i praksis ikke vil klistre seg fast til underlaget. For å gi den ønskede virkning mht. festing og vedhefte til underlaget tilsettes det akseleratorer til støpemassen, enten før den transporteres gjennom slangene eller rørene, eller fortrinnsvis ved at akseleratoren tilføres i sprøytemunnstykket. Akseleratoren vil medføre en økning av herdningshastigheten for betongen, slik at det vil være svært vesentlig at det benyttes riktige mengder. Alternativt tilsettes fortykningsmidler og da primært av type som reagerer med vannet eller bindemiddelet, dvs. sementen, i støpemassen slik at det dannes den for sprøytestøping egnede masse, dvs. sprøytemassen. Et problem ved innføring av stoffene i munnstykket er at fordelingen av akselerator kan bli ujevn, noe som medfører dårlig kvalitet. Et videre problem med akseleratortilsetning er at denne vil redusere trykkfastheten i betongen og dermed utgjøre en forringelse av sluttproduktet.

Man har således ved påsprøytning av masser på vegg- og takflater et problem mht. tilsetning av stoffer, både i riktige mengder og forsåvidt også i riktige stoffer. For eksempel ved tilsetning av vannreduserende midler vil betongens slump øke og blandingen blir lettere pumpbar, men fester vanskeligere til underlaget og det oppstår lett sig i massen etter hvert som tykkelsen øker. Tilsettes det vann vil betongens kvalitet bli dårligere og det må benyttes mer sement, som vil være for-dyrende og ikke alltid ønsket mht. sluttproduktets kvalitet. Bruken av akseleratorer som tilføres massen i et munnstykke vil gi en styrkereduksjon av sluttproduktet. Man har dessuten den ulempe at massen vil herde direkte etter påføring slik at en bearbeiding vil være svært vanskelig. Tilsvarende problemer oppstår også ved påføring av andre sprøytbare masser enn betong, spesielt sementbaserte.

En løsning som har vært vurdert er å tilsette flere stoffer samtidig, slik at den masse som skal utsprøytes såvel gis gode pumpeegenskaper som gode herdeegenskaper, men dette har ikke vært mulig å gjennomføre da stoffene påvirker hverandre, dvs. reagerer mot hverandre og opphever de respektive ønskede virkninger og tildels har gjort påføring umulig. Dette har således ikke vært noen løsning av problemene.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å finne frem til en tilsetningsform som ikke påvirker støpemassen, dvs. heller ikke bindemiddelet i støpemassen, så som sementen, men som likevel frembringer ønsket heftvirkning til underlagsflaten og selve støpemassen, og en ønsket herding ved og etter påføring. Det er således en hensikt å tilveiebringe en fremgangsmåte ved tilsetning av stoffer til en støpemasse samt til dette formål egnede tilsetninger som muliggjør både en mest mulig ideell transport av støpemassen gjennom rør og slanger og ved påføringen gir en sprøytemasse med en stivning som er så rask at den hindrer sig og nedfall, men likevel vil bevare en slik konsistens at den kan bearbeides eventuelt avrettes og/eller pusses. Den masse som transporteres til støpestedet er således betegnet støpemasse, mens den masse som ved støpestedet er tilsatt tilsetninger kan betegnes sprøytemasse.

Denne hensikt oppnås ved hjelp av den fremgangsmåte samt en tilsetning som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene.

Ved oppfinnelsen er det overraskende blitt funnet at det ved en to-komponenttilsetning, hvor reaksjonen mellom de to komponenter gir den ønskede konsistensforbedrende virkning og hvor komponentene samvirker med hverandre, men ikke med massen, med andre ord uavhengig av bindemiddelet i massen, spesielt sement i slike masser, er det blitt mulig å tilsette stoffer som både gir ønsket flyteevne, og spesielt øket pumpbarhet, ved transport samtidig som kvaliteten til den støpte beleggmasse bibeholdes. Dette kan oppnås til tross for at komponenter av denne art tradisjonelt ikke skal benyttes i kombinasjon. Dette er blitt muliggjort pga. at komponentene tilsettes til forskjellige tidspunkt og at de kun reagerer med hverandre, men ikke nødvendigvis med massen. I tillegg til midlene iht. oppfinnelsen kan det også tilsettes andre konvensjonelle tilsetningsstoffer såsom akseleratorer som gir en reaksjon med bindemiddelet i massen, f.eks. sement.

Eksempelvis kan det tilsettes en komponent som øker en betongblandings slump, f.eks. et vannreduserende middel og/eller superplastiserende middel og i den andre komponent et stoff som opphever virkningen av det vannreduserende middel og gir en hurtig forandring av konsistensen samt herding. Samtidig kan det også tilsettes akselerator, fiber, silica etc. i mengder som ikke utillatelig reduserer støpens kvalitet, men gjerne kan det motsatte, dvs. forbedrer støpens kvalitet. Slike ekstra tilsetninger kan tilføres separat eller i direkte sam-menblanding med en eller fordelt på begge komponenter, idet tilsetning kan skje både under blanding eller ved påsprøyting av massen. Slike kombinasjoner og blandinger med de to komponenter kan være i form av flytende løsninger eller blandinger samt/eller som blandinger av pulverstoffer.

Fordelaktig tilsettes den ene komponent direkte til støpemassen mens den andre komponent tilsettes først i sprøytemunnstykket under trykk, eventuelt sammen med trykkluft og de andre tilsetningsstoffer. Rekkefølgen av tilsetningene er imidlertid likegyldig, idet det kun er vesentlig at stoffene ikke tilsettes samtidig, slik at reaksjonen mellom stoffkomponentene først finner sted i utstøpingsøyeblikket slik at den riktige konsistens for sprøutemassen oppnås. Man unngår derved alle bivirkninger ved reaksjoner av stoffene under transporten og, da det er reaksjonen mellom komponentene som medfører ved-hefting til flaten vil også dennes styrke kunne justeres ved hjelp av tilsetningsmidlene, mens betongens kvalitet forblir upåvirket, eventuelt kun påvirket i ønsket retning ved hjelp av en mindre tilsetning av akselerator, silica eller lignende.

Som komponenter i tilsetningen i henhold til oppfinnelsen benyttes stoffer valgt blant kjente tilsetningsstoffer for sement, mørtel og betong. Fordelaktig virker komponentene sammen som et flokkuleringsmiddel, koaguleringsmiddel og/eller reaksjonsproduktdanner ("association compound") eller som et geldannende middel. Som den ene komponent benyttes stoffer valgt blant vannløselige syntetiske og naturlige organiske polymerer av cellulose (etere) -derivater, innbefattet metylcellulose, karboksymetylcellulose, hydroksyetylcellulose, metyl og hydroksypropylmetylcellulose, polyvinylalkohol, polyetylenoksid, polyacrylamider, algenater og derivater av disse, idet det som komponenter også kan kombineres stoffer fra nevnte stoffgrupper.

Som den annen komponent velges kjente vannreduserende dispergerende og/eller superplastiserende tilsetningsstoffer for sement, mørtel og betong, f.eks. ligningderivater, sulfonerte kondensasjonsderivater mellom melamin, naftalin og formalin, eller/og kjente retarderingsmidler med basis i karboksylsyrederivater, fosfater etc. Den ene komponent kan tilsettes i doseringsmengder, beregnet i prosent av f.eks. sementvekt og 0,005-0,5%, beregnet som aktiv rent tørrstoff. Den andre komponent kan fordelaktig tilsettes i doseringsmengder på 0,05-5%, basert på de samme beregninger. I praksis vil stoffene tilsettes kombinasjonen og da fortrinnsvis sammenblandet med kjente tilsetningsstoffer for betong. Disse blandinger kan foreligge i pulverform eller i væskeform eller blanding derav.

Stoffkomponentene i den ene komponent kan betegnes som stabiliserende, geldannende, vannretarderende viskositetsjus-terende, thixotropt virkende, primært for å forbedre støpbar-heten, pumpbarheten osv.

Oppfinnelsen er spesielt anvendbar ved tilsetning av stoffer for å oppnå en forbedring av konsistensen til en betongstøpe-masse, men da stoffene hovedsakelig reagerer med hverandre og ikke med selve støpemassen vil midlene også kunne anvendes i forbindelse med pussmasser eller sprøyting av sparkelmasser, da uten cement.

Ved bruk av fremgangsmåten i forbindelse med en støpemasse kan det fortrinnsvis anvendes en tørrmasse hvori den ene komponent inngår og blandes med vann i en kontinuerlig strøm gjennom en gjennomstrømningsblander eller en annen blander, eller massen blandes på stedet, henholdsvis det anvendes ferdig blandet masse, f.eks. ferdigbetong, men slik at begge komponenter tilsettes på støpestedet, men til ulike tidspunkter av prosessen.

Konsistensen av støpemassen kan videre reguleres/justeres ved

å la massen bli stivere, primært ved å redusere slumpmålet for betong, idet virkningen av plastiserende tilsetningsstoffer, spesielt superplastiserende stoffer reduseres eller elimineres.

De relative proporsjoner av de to komponenter kan tilpasses slik at konsistensen av sprøytemasse eller støpemassen kan reguleres inn til ønsket verdi. Mange modifikasjoner og også andre anvendelsesområder vil være mulig innenfor oppfinnelsens ramme. En betong påført ved bruk av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil kunne la seg pusse etter sprøyting og det vil være mulig å regulere bløtheten av betong. Metoden vil også kunne benyttes for tørrsprøyting, ikke bare for våtmetoden.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved innblanding av tilsetningsstoffer i en støpemasse som transporteres til et utstøpingssted, hvor støpemassen skal ha en konsistens som er egnet for utstøping av støpemassen på substrater av betong, stål eller annet materiale for reparasjon, forsterkning, beskyttelse, tetting mot vann eller et annet formål, hvor tilsetningsstoffene kan reagere kjemisk med hverandre og hvor tilsetningsstoffene eventuelt tilsettes i kombinasjon med vanlige benyttede, ytterligere tilsetningsstoffer for massen, såsom akselleratorer, fibre etc, idet det som komponenter fordelaktig kan benyttes kjente tilsetningsstoffer til betong, mørtel, pussmasse og lignende, karakterisert ved at tilsetningsstoffene deles i to komponentgrupper som sammensettes ut fra stoffenes innbyrdes reaksjonsforhold, - at komponentgruppene tilsettes og innblandes i støpemassen i vilkårlig rekkefølge, til forskjellige tidspunkt henholdsvis på forskjellige steder på støpemassens transportstrekning, slik at reaksjonen mellom komponentene i blandingen regulerer/jus-terer konsistensen på støpemassen for endring av dens stivhet, primært i form av en endring av slumpmålet for betongen, idet virkningen av plastiserende tilsetningsstoffer, spesielt superplastiserende stoffer nøytraliseres ved sammenføring av komponentgruppene, - idet det i den ene komponentgruppe benyttes stoffer valgt blant kjente vannreduserende, dispergerende og superplastiserende tilsetningsstoffer som er kjent benyttet for betong, mørtel og pussmasse innbefattende f.eks. ligningderivater, sulfonerte kondesasjonsderivater mellom melamin, naftalen og formalin, eller/og kjente retarderingsstoffer med basis i karboksylsyrederivater, fosfater etc, og - idet det i den annen komponentgruppe benyttes stoffer valgt blant vannløselige syntetiske og naturlige organiske polymerer av cellulose (etere) derivater, inkludert metylcellulose (MC), carboksymetylcellulose (CMC), hydroksyetylcellulose (HEC), metyl og hydroksypropylmetylcellulose (HPMC), polyvinylalkohol, polyetylenoksid, polyakrylamider, alginater og derivater av disse, etc, idet det som komponenter kan kombineres stoffer fra de nevnte stoffgrupper innen gruppene og/eller mellom gruppene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den ene komponent tilsettes støpemassen før den transporteres, f.eks. gjennom et rør/slangesystem, mens den andre komponent tilsettes til støpemassen i utstøpingsøyeblikket.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som støpemasse anvendes en tørrmasse hvori den ene komponent inngår, og som blandes med vann f.eks. i en kontinuerlig strøm gjennom en gjennomstrømningsblander eller det anvendes ferdigblandet masse, f.eks. ferdigbetong, men slik at komponentene tilsettes til ulike tidspunkt i prosessen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de relative proporsjoner av de to komponenter er slik avpasset at konsistensen på støpemassen kan reguleres til ønsket verdi.

5. Tilsetning for bruk ved fremgangsmåten i henhold til krav 1 til forbedring av konsistensen av støpemasse som skal transporteres til et utstøpningssted, hvor massen skal påføres substrater av betong, stål eller annet materiale for reparasjon, forsterkning, beskyttelse, tetning mot vann eller annen formål, karakterisert ved at tilsetningen er utformet som et to-komponentmiddel i form av et flokkuleringsmiddel og/eller koaguleringsmiddel eller et reaksjons-produkt, som ikke er avhengig av cementreaksjon.

6. Tilsetning ifølge krav 5, karakterisert ved at to-komponentmiddelet består av polyetylenoksid, f.eks. Polyox, fortrinnsvis de høyviskøse varianter derav og naftalensulfonat, f.eks. Lomar D.