TWI289546B - Liquid accelerator composition for sprayed concrete - Google Patents

Description

1289546 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 之水泥組合物及其使用之加速劑 本發明係關於藉由噴射 組合物。 【先前技術】 以贺射應用之水泥组合物、g、丄 匕、且口物（如混凝土）中使用無鹼加速 (AFA)取代傳統㈣鹽及其他強驗材料現在已完整建立。

類加速劑之主要成分為純合物，最—般遇到者為硫酸 及非晶質氫氧化鋁。除了這些鋁化合物之外，種種的苴 組分已用於這類加速劑中，這些包括料胺、㈣（如草, 鹽及硝酸鹽）及各種有機酸。 技藝界中主要問題為這類組合物之水泥之水合作用速」 常低至在喷射後⑴小時之間。在極端之情況中，在此》 間内可能沒有水合作用。這意㈣縮強度（對表面之完整子 重要的）之發展有時完全停止—段期間。這可造成危險的并

況，例如在組合物噴射在損壞或破裂之石塊表面時，喷身 層不能確保表面之完整性。 【發明内容】 因此本發明提供噴射混凝土之液體加速劑組合物，其包 括硫酸鋁、非晶質氫氧化鋁、烷醇胺及馬來酸、草酸及有 機二驗酸酐之至少一種。 本么明尚知:供一種包括形成混凝土混合物及將其輸送至 喷射到基板之噴頭之步驟之喷射混凝土在基板上的方法， 在喷頭上注入如上所述之液體加速劑組合物。 93521.doc -5- 1289546 【實施方式】 硫酸鋁為熟知的AFA組分， 刀且仕何自知可用於這樣用途 之硫酸鋁可用於本發明中。一 住取版者為所謂之「17%」 硫酸鋁（A12(S04), 14 η、 κ IL _ 4h 4·3Η2〇)，如此稱之因為其中氧化鋁 ㈧2〇3)之比例為17%。此材料最佳因為其容易取得及良好 之性貝，但亦可使用其他硫酸銘。用於本發明中之氫氧化 紹為常用於A F Α中之形式之非晶f氫氧化銘。 烷醇胺為習知的AFA組分。對本發明目的較佳之材料為 二乙醇胺。然而，可使用其他烷醇胺(如三乙醇胺)。 有機二驗酸酐為熟知的且容易取得之原料。最有名（且對 本叙月目的最佳）之有機二驗酸酐為馬來酸酐，一般在聚合 領域遇到。然而，可使用其他酸酐（如琥珀酸酐）。有機二鹼 酉文酐提供相符水泥之改良設定時間（高早期強度）。 加速劑組合物額外含有馬來酸及/或草酸為可行的。 可用於本發明之酸為草酸及馬來酸。已發現至少一種這 些酸之存在增強噴射混凝土之最初及最終壓縮強度。 雖然不是必要組分，特佳之組分為水溶性鎂鹽。可使用 任何類鹽’但較佳之鹽為碳酸鎂或硫酸鎂或這些鹽之混 口物。儘官用於本發明中之硫酸鎂可為任何硫酸鎂，較佳 之鎮為稱為瀉鹽（Epsom Salts)之水合MgS04.7H20。工業級 之此材料對本發明目的為可接受的，使用試藥級不是必須 的0 此外可選擇的有用組分為含填及氧之無機酸，特別是亞 填酸（H3P〇3)及磷酸（HsPOO。使用不同之含磷及氧之無機酸 93521.doc 1289546 之混合物（例如磷酸及亞磷酸之混合物）亦為可行的。 各種組分之比例符合下面之比例範圍，所有數字為重4 份數： 硫酸鋁（17%) 20-45 氫氧化鋁 15-20 水溶性鎂鹽（如硫酸鎂） 0-12 有機二鹼酸酐 0.5-6 烷醇胺 〇.2-3.0 C2-C6二驗酸 0-8 含磷及氧之無機酸（如亞磷酸） 0_4 在水溶液中使用加速劑組合物。將其溶解形成約45_65重 量％固體之溶液並以喷嘴在足以給予〇.5至12%加速劑（以水 泥重量計之活化原料）之速率加到混凝土中。 本發明之加速劑組合物提供一些優點。第一，其給予達 到較佳之石塊支撲必要之早期水合。其允許較佳射模 型。這是因為含有此加速劑之噴射水泥組合物與加已知加 速劑者（此處當其碰撞基板時已部分乾燥）相較維持流動 性’但其硬化較快。這有重要之實際含意，其意指將在硬 化組合物之下帶人空氣或水之傾向最少化甚至全部排除， 這也就意指產生喷射表面之完整性較佳。如此噴射在谭表 面上不是問題’而在使用其他加速劑時可為—問題。此外， 其意指喷射組合物在鋼筋及柵周圍更容易進行 致較佳之完整性。 ° 人 之能力。因為 額外之優點為使加速劑適合任何水泥形式 93521.doc 1289546 其由在不同位置之不同當地材料製造，世界各地之水泥在 性質及與混合物之行為上明顯不同。例如，與歐洲水泥工 作良好之加速劑，可能無法與美國、日本或澳洲水泥工作 良好。本發明藉由改變酸及酸酐之本性及比例讓加速劑適 合任何混凝土。熟諳此藝者可做必要之實驗室規模試驗以 決定在任何環境中什麼工作最佳。 最後，本發明加速劑讓迄今極少達到之性能水平一致地 達到。喷射混凝土之-認可標準包含在奥地利混凝土協會 (OesteireichisherBetonverein，之後簡寫成「〇eBV」）之喷 射旋土私導方針中。新鮮（不超過24小時）之噴射混凝土強 度之重要OeBV要求可在1999年3月版第24頁上找到。其藉 由種種壓縮強度（縱座標）對時間（橫座標）之圖界定性能，產 生曲線以距離X軸之次序標記上，且如此為性能 及i曰加有利條件之次序。到目前為止，當使用“A時得到 水平為困難的。本發明加速劑之特徵為可得到此提高性 能水平。因此本發明提供—層在基板上之硬化之水泥組合 物’其硬化藉由前面定義之加速組合物加速且其壓縮強度 對時間之發展至少符合〇eVB指導方針之曲、線从h之上= 部分。 現在本發明參照下面非限制性實例進—步敘述，其中所 有份數以重量表示。 下面AFA以混合下面列表之組分製備。 93521.doc -8- 1289546 實例1 la 根據本發明 lb 比較實例 水 37.5 35.5 硫酸鋁(Al2(S〇4)3.16H20) 28.0 28.0 二乙醇胺 0.5 0.5 硫酸鎂(MgS04.7H20) 12.0 12.0 馬來酸 — 6.0 馬來酸酐 4.0 — 二水合草酸 一— — 非晶質氫氧化鋁 18.0 18.0 這些組分以7重量％在水泥上活化物之濃度添加到試驗 灰泥混合物，此混合物由水泥（450份）、篩線德國工業標準 (Sieve Line DIN) 196-1之沙（1350份）及0.6%(在水泥上活化 物）之商業聚羧酸酯強塑劑（吉蘭尼恩tm(GLENIUM™) 51 ex MBT)且水/水泥比例為0.4製備。 灰泥之試驗試片根據歐洲標準EN 480_1製造，且根據EN 12390-3試驗壓縮強度。使用如下一些水泥與AFA之不同組 合 試驗試片八一英國0?0(1；1^0?(：:€五]\4 142.5) +實例13 試驗試片B —低硫酸鹽含量之瑞典抗硫酸鹽OPC(SE OPC:CEM I 42.5 SR) +實例 la 試驗試片C—如上面之瑞典OPC+比較實例lb 試驗之結果如下： 試驗試片 A B C 比較實例 壓縮強度 (MPa) 6小時 0.3 2.6 0.6 1天 22.1 11.7 15.2 低於IMPa之6小時比較強度數字視為不可接受的。 試驗提供變換水泥形式如何影響AFA性能之有趣實例。 93521.doc -9- I289546 式片A及B皆利用實例ia(馬來酸酐）之AFa且其有非常不同 之性能’試驗試片B為可接受的而試驗試片a則否。 除了馬來酸基試驗試片C與瑞典〇pc得到不可接受之結 果’反之馬來酸酐基試驗試片B得到極佳之6小時結果。這 顯示其若使用酸或相對之酸酐產生明顯之差異。 將這些結果置於上述之〇eVB曲線上， 试驗試片A 低於J1 (不可接受） 試驗試片B高於J2，接近J3(良好之結果） 試驗試片C 只高於Ji(不可接受） 實例2 硫酸鋁（A12(S04)3*16H20) 39重量％ 二乙醇胺 0.5重量％ 草酸酐 3.0重量％ 馬來酸酐 3.0重量％ 非晶質氫氧化銘 18.0重量％ 亞填酸 2重量％ 水 3 4 · 5重量％ 此混合物當應用在歐洲標準EN-196標準灰份（水泥：澳洲 opc CEM I 42.5)時提供3·3 MPa之「8小時壓縮強度」及28.8 MPa之「一天壓縮強度」。 實例3 39重量％ 0 · 5重量％ 6 · 0重量％ 硫酸鋁（A12(S04)3*16H20) 二乙醇胺 馬來酸酐 93521.doc 1289546 1 8 · 0重量％ 2重量％ 34.5重量％ 非晶質氫氧化I呂 亞磷酸 水 此混合物當應用在歐洲標準ΕΝ-196標準灰份（水泥··澳洲 叩〇(^]^142.5)時提供〇_3]^3之「8小時壓縮強度」及21.3 MPa之「一天壓縮強度」。 「8小時壓縮強度」視為比「一天壓縮強度」更重要。 根據實例2之組合物提供與「澳洲〇pc CEM I 42.5」水泥 結合之正面結果（特別是壓縮強度之8小時值），但根據實例3 之組合物與相同之水泥並非工作良好。 以一些小實驗室試驗，熟諳此藝者容易地找到適合任何 水泥形式之加速劑並產生所需之結果。在水泥一般為當地 生產的且可互相完全不同時這是必要的。

Claims (1)

1289^斗杉15418號專利申請案 ^--------------一7丨 中文申請專利範圍替換本(95年6月） 瓜GY23餘止降 ，牛 d κ ί 1 十、申請專利範圍·· 一J 1β種噴射混凝土之液體加速劑組合物，其包括20-45重量 %硫酸鋁、15-20重量％非晶質氫氧化鋁、〇2-3〇重量％烷 醇胺及0.5-6重量％有機二鹼酸酐。 2·如明求項1之液體加速劑組合物，其中該組合物額外包栝 馬來酸及/或草酸。 3·如請求項1或2之液體加速劑組合物，其中該組合物額外 包括水溶性鎂鹽。 4. 如請求項3之液體加速劑組合物，其中該鎂鹽為碳酸鎂或 硫酸鎂。 5. 如請求項1或2之液體加速劑組合物，其中該組合物額外 含有含磷及氧之無機酸。 6. 如請求項5之液體加速劑組合物，其中該含磷及氧之無機 酸為磷酸或亞磷酸。 7· —種液體加速劑組合物，其含有下列材料及重量比例： 硫酸鋁（17%) 20-45 氫氧化鋁 15-20 水溶性鎮鹽 0-12 有機二驗酸if 0.5-6 烷醇胺 0.2-3.0 C2-C6二驗酸 0-8 含磷及氧之無機酸 0_4。 8·如請求項7之液體加速劑組合物，其中該水溶性鎂鹽為碳 酸鎂或硫酸鎂。 1289546 9. 10. 如晴求項7或8之液體加速劑組合物，其中該含填及氧之 無機酸為磷酸或亞磷酸。 如=求項1、2、7或8之液體加速劑組合物，其係用於噴 射此，土在基板上之方法，其包括形成混凝土混合物及 :、σ物輸送到將其喷射到基板之喷頭之步驟，在喷 頭注入如請灰JS 1 、 、1、2、7或8之液體加速劑組合物。

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