NO172631B - Fremgangsmaate ved sproeytebetongstoeping - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved sprøytebetongstøping.

Sprøytebetongstøping er en prosess for pneumatisk påsprøyting av en mørtel eller betong med høy hastighet på en overflate eller en struktur. Ved sprøytebetongstøping etter tørrmetoden blandes alle ingredienser, unntatt vann og flytende akseleratorer, i tørr tilstand og blandingen transporteres ved hjelp av en luftstrøm gjennom slanger eller rør til et sprøytemunnstykke hvor vann tilsettes og blandingen inkludert vann sprøytes mot den struktur som skal dekkes.

En av ulempene ved sprøytebetong etter tørrmetoden er de meget høye prelletapene av betong. Når det benyttes konvensjonelle betongblandinger kan prelletapene overstige 40 vekt % av den totale betongmengde som sprøytes på overflaten. Ved bruk av konvensjonelle betongblandinger er tykkelsen av hvert lag som påsprøytes begrenset til

5 cm eller mindre.

Fra US patent No. 4.931.098 er det kjent en fremgangsmåte for tilsetning av silica støv i den tørre sprøytestøpningsmetoden. I henhold til denne fremgangsmåten tilsettes silica støv sammen med vannet som tilføres til den tørre blanding i sprøytemunnstykket. Silica støvet som benyttes i denne fremgangsmåten utgjøres av ekstremt små sfæriske partikler inneholdende ca. 90 vekt % Si02- Den spesifikke overflate er mellom 15 og 30 m^/g og partiklene har en diameter mellom 0,1 og 0,2|im.

Dette silica støvet utvinnes fra avgasser fra elektriske smelteovner for fremstilling av silisium eller ferrosilisium. Silica støvet kan også fremstilles ved reduksjon av Si02 til SiO-gass og reoksidasjon av Si02 i luft.

Ved fremgangsmåten i henhold til US patent nr. 4.931.098 oppnås det en reduksjon av prelletapene til mellom 5 og 10 %. Videre økes tykkelsen av betonglaget som kan påsprøytes vesentlig.

I enkelte anvendelser av sprøytebetongstøping etter tørrmetoden er det ønskelig å tilsette herdeakseleratorer til betongblandingen for å oppnå en hurtig herding av den påsprøytede betong. Når sprøytebetongstøping etter tørrmetoden anvendes i forbindelse med tunnelbygging er den tid som er nødvendig for å utvikle en tilstrekkelig styrke av den påsprøytede betong, en begrensede faktor i fremdriften av tunneldri vingen.

Ved den konvensjonelle tørrsprøytebetongmetode tilsettes herdeakseleratorer til vannet i vannrøret som fører til sprøytemunnstykket. Når denne konvensjonelle metode for tilsetning av herdeakseleratorer ble forsøkt i forbindelse med den fremgangsmåte som er beskrevet i US patent No. 4.931.098, ble det observert at når en slurry av silica støv og vann ble tilsatt en blanding av vann og herdeakselerator, ble det umiddelbart dannet en gel som blokkerte vannrøret og hullene i vannringen i sprøytemunnstykket. Denne konvensjonelle måte for å tilsette herdeakselerator kan derfor ikke benyttes når silica støv skal tilsettes vannrøret inneholdende en blanding av herdeakselerator og vann. For å unngå blokkering av vannrøret og vannringen, har det derfor vært nødvendig enten å benytte en andre vannring i sprøytemunnstykket for separat tilførsel av flytende herdeakselerator til tørrblanding eller å tilsette herdeakselerator til silicastøv slurryen før silica støv slurry tilsettes til vannet i vannrøret

De to ovenfor beskrevne metoder for å tilsette herdeakselerator har imidlertid en del ulemper. Bruk av en ekstra separat vannring for tilsetning av vann og herdeakselerator kompliserer prosessen og gjør sprøytebetongsystemet ufleksibelt. I tillegg vil blandingen av vann og silica støv som tilføres til sprøytemunnstykket gjennom den første vannringen, kunne nå frem til hullene i den andre vannringen hvor blandingen av vann og herdeakselerator tilføres og dermed forårsaker geldannelse og blokkering av hullene i den andre vannringen.

Dersom herdeakseleratoren tilsettes til en slurry av silica støv og vann før slurryen tilsettes til vannrøret, er det ikke mulig å justere mengden av herdeakselerator under sprøyteprosessen. I tillegg er det blitt observert, flokkulering av slik slurry hvilken kan føre ril blokkering av hullene i vannringen.

Det er et formål med den foreliggende søknad å fremskaffe en fremgangsmåte for tilsetning av herdeakselerator ved sprøytebetongstøping etter tørrmetoden hvor en blanding av vann og silica støv kan tilsettes til den tørre betongblanding i sprøytemunnstykket på en enkel måte og uten at sprøytebetongprosessen forstyrres. Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte ved sprøytebetongstøping etter tørrsprøytemetoden hvor en tørr betongblanding tilsettes en blanding av vann, silicaslurry og herdeakselerator i et sprøytemunnstykke, hvor slurryen omfatter vann og silikastøv tilsatt vannet i et vannrør, hvilken fremgangsmåte er karakterisert ved at herdeakseleratoren tilsettes blandingen i vannrøret separat og etter at slurryen er tilsatt vannet i vannrøret.

Det ble overraskende funnet at når herdeakseleratoren ble tilsatt på den ovennevnte måte, forekom det ikke geldannelse. Blandingen av silica støv, vann og herdeakselerator dannet på denne måte kan transporteres gjennom vannrøret og hullene i vannringen uten geldannelse eller andre forstyrrelser. Ved å tilsette herdeakseleratorer på denne måte er det enkelt å justere mengden av tilsatt herdeakselerator under sprøyteprosessen.

Som herdeakseleratorer kan det benyttes konvensjonelle herdeakseleratorer for betong. Som eksempel på slike herdeakseleratorer kan nevnes natrium aluminat, kaliumaluminat eller blandinger av disse, natriumhydroksid, kaliumhydroksid, natriumsilikat eller vannglass og natriumkarbonat. Fortrinnsvis anvendes det en blanding av natriumaluminat og kaliumaluminat som herdeakselerator.

Mengden av tilsatt herdeakselerator vil være forskjellig for de forskjellige akseleratorer og kan bestemmes ved enkle forsøk. For natriumaluminat og kaliumaluminat eller blandinger av disse vil mengden av akselerator være innen området 1-10 vekt %, fortrinnsvis 4-7 vekt % basert på vekten av sement i den ferdige sprøytebetongblanding.

En utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse vil nå bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningene, hvor Figur 1 skjematisk viser oversikt over den tørre sprøytestøpingsmetode med tilsetning av silica støv og med tilsetning av herdeakselerator i henhold til foreliggende oppfinnelse og hvor

Figur 2 viser et forstørret snitt tatt langs linjen I -1 i figur 2.

På figur 1 er det viset en silo 1 for en blanding av sement og sand. Blandingen chargeres med en forutbestemt hastighet til en slange 2 ved hjelp av en utmatningsanordning 3. Blandingen transporteres gjennom slangen 2 ved hjelp av trykkluft 4 til et sprøytemunnstykke 5. Munnstykket 5 er utstyrt med en vannring 6 som er nærmere vist på figur 2. Vannringen er utstyrt med åpninger 7 for å sprøyte en "vanngardin" mot blandingen som føres gjennom munnstykket 5. Vann tilføres vannringen 6 gjennom et rør 8. En silica slurry med et silica innhold på 50 vekt % eller mindre pumpes fra en tank 9 gjennom vannrøret 8 til munnstykket 5. En slik silica støv slurry bestående av 50 % vann og ca. 40 % silikastøv er et kommersielt produkt som leveres av Elkem a/s under varemerket EMS AC. En på forhånd innstilt mengde av EMSAC slurry i tanken 9 tilføres kontinuerlig til vannrøret 8 for å oppnå en slurry av vann og silica støv med ønsket innhold av silica støv. Vannrøret 8 er tilknyttet en normal vannforsyningskilde 11. Hvis det tilgjengelige vanntrykk er for lavt, kan vanntrykket økes ved hjelp av høytrykksvannpumpe. En ventil eller pumpe 10 er anordnet for å regulere strømmen av EMSAC slurry fra tanken 9 til røret 8. En regulering av vannmengden vil dermed ikke influere på mengden av silica støv som tilsettes til sprøytebetongen.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse ble en oppløsning av vann og herdeakselerator bestående av en blanding av natriumaluminat og kaliumaluminat tilsatt til blandingen av vann og silica støv ved 12. Mengden av akselerator ble justert for å oppnå 5 vekt % akselerator basert på vekten av sement i den ferdige sprøytebetongblanding.

Tilsetning av akselerator på denne måte skapte ingen problemer og sprøytestøpingen ble fortsatt i 15 minutter hvoretter den ble stanset på normal måte. Prelletapene var ekstremt lave, ca 2 % av den totale mengde av sprøytebetong.

I et annet forsøk ble herdeakseleratorene blandet til vannet ved vannforsyningskilden 11. I dette forsøket fikk man en umiddelbar blokkering av vannrøret 8 straks tilsetningen av silica støv slurry fra tanken 9 ble startet.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for sprøytebetongstøping etter tørrprosessen hvor en tørr betongblanding tilsettes en blanding av vann, silikaslurry og herdeakselerator i et sprøytemunnstykke, hvor slurryen omfatter vann og silikastøv tilsatt vannet i et rør (8), karakterisert ved herdeakseleratoren tilsettes blandingen i vannrøret (8) separat etter at slurryen er tilsatt vannet i vannrøret.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det som herdeakselerator anvendes natriumaluminat, kaliumaluminat eller blandinger av disse.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at herdeakseleratoren tilsettes i en mengde av 1 - 10 vekt % basert på vekten av sement i den ferdige sprøytebetongblanding.