JPH08259293A - セメント噴霧用添加剤 - Google Patents

セメント噴霧用添加剤

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JPH08259293A
JPH08259293A JP8059049A JP5904996A JPH08259293A JP H08259293 A JPH08259293 A JP H08259293A JP 8059049 A JP8059049 A JP 8059049A JP 5904996 A JP5904996 A JP 5904996A JP H08259293 A JPH08259293 A JP H08259293A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セメント性組成物の噴霧およびその中で使用
する添加剤を提供すること。 【解決手段】 成分系添加剤の一方の成分を当該混合物
に添加し、他方の成分をノズルのところで添加し、当該
２成分系添加剤中の当該２成分はβ−ナフタレンスルホ
ネート−ホルムアルデヒド縮合物と分子量(重量平均)１
００,０００−８,０００,０００の水溶性ポリ(アルキレ
ンオキサイド)であり、更にアルミニウムスルフェー
ト、アルミニウムヒドロキシドおよびアルミニウムヒド
ロキシスルフェートからなる群から選択された促進剤を
ノズルのところで添加する、水硬性セメント混合物の調
製および当該混合物をノズルを経由して基質へ噴霧する
ことによる適用を含む、セメント性組成物による基質の
コーティング方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セメント性組成物
の噴霧およびその中で使用する添加剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】最も古く、最も広く使用されているコン
クリートまたはモルタルの加工性（ｗｏｒｋａｂｉｌｉ
ｔｙ）の評価は、ＡＳＴＭ Ｃ１４３で定義されてい
る、スランプ(slump)試験である。コンクリートのフル
スト−コニカルマウンド(frusto-conical mound)を机の
上で成形し、次いで、型を除去し、机から本来のマウン
ドの頂上までとそれが落ちた高さの間の差がスランプで
ある。スランプが大きいほど、加工性は良好である。
【０００３】噴霧コンクリート(ある場合には、また
“ショットクリート”として知られている)の場合、コ
ンクリートが吸入排出可能(pumpable)(かなりのスラン
プが必要である条件)であるが、基質に噴霧した場合、
非常に早く堅くなる(ほとんどスランプがないことが可
能な状態)ことが非常に望まれる。この目的を達成する
ためのシステムは、ＰＣＴ公開出願ＷＯ９４／０２４２
８に記載され、そこで２成分系添加剤が使用され、一つ
は混合段階で、２つ目は最後の使用直前に添加される。
噴霧用コンクリートの場合、第２成分をそこからコンク
ートが噴霧されるノズルのところに添加する。噴霧され
たコンクリートの場合、促進剤がまた使用され、既知の
形態(ノズルのところで)で添加され、既知の促進剤から
選択されている。
【０００４】
【発明の構成】本発明により、上記の２成分系添加剤と
特定の促進剤の組み合わせが、予期されない良好な結果
をもたらすことが分かった。本発明により、従って、水
硬性セメント性混合物およびそのノズルを経由した基質
への噴霧を含み、２成分系添加剤の一方の成分を当該混
合物に添加し、他方の成分をノズルのところで添加し、
成分はβ−ナフタレンスルホネート−ホルムアルデヒド
縮合物(“ＢＮＳ”)と分子量(重量平均)１００,０００
−８,０００,０００の水溶性ポリ(アルキレンオキサイ
ド)(“ＰＡＯ”)であり、更にアルミニウムスルフェー
ト、アルミニウムヒドロキシドおよびアルミニウムヒド
ロキシスルフェート(アルミニウム基本化合物)からなる
群から選択された促進剤をノズルのところで添加するも
のである、セメント性組成物による基質のコーティング
方法が提供される。
【０００５】本発明の更なる態様において、アルミニウ
ム基本化合物はノズルのところで添加する成分の一部を
形成する。
【０００６】本発明の更に別の態様において、噴霧ノズ
ルにより基質に適用するのに適しており、成分の一方は
コンクリート混合物に対してその混合段階で添加され、
他方はノズルのところで添加され、かつ一成分はβ−ナ
フタレンスルホネート−ホルムアルデヒド縮合物を含
み、他の成分は分子量(重量平均)１００,０００−８,０
００,０００の水溶性ポリ(アルキレンオキサイド)を含
み、更にノズルのところで添加される成分にはアルミニ
ウムスルフェート、アルミニウムヒドロキシドおよびア
ルミニウムヒドロキシスルフェートから選択されるアル
ミニウム基本化合物が配合されている、噴霧可能コンク
リート用２成分系添加剤が提供される。
【０００７】本発明は、また、前記の型の噴霧可能セメ
ント性組成物と共に使用する、２成分系添加剤を提供
し、その成分の一つはＢＮＳを含み、他の成分はＰＡＯ
およびアルミニウム基本化合物を含む。
【０００８】本発明は、また、前記の型の噴霧可能セメ
ント性組成物と共に使用する、２成分系添加剤を提供
し、その成分の一つはＢＮＳおよびアルミニウム基本化
合物を含み、他の成分はＰＡＯを含む。
【０００９】本発明の目的のために、単一の物質につい
て言及されている場合、このような材料の２個またはそ
れ以上の使用の可能性もまたそれに含む。“セメント性
組成物”は、モルタルおよびグラウトのような任意のセ
メント性組成物を意味する。しかしながら、本発明の主
な使用は、“ショットクリート”(噴霧可能コンクリー
ト)の分野である。
【００１０】本発明の目的において、“２成分系添加
剤”は、その２成分が相互作用し、個々の成分単独の添
加では達成されない結果を達成し、したがって機能上単
一成分である、添加剤を意味する。この特定の場合につ
いて、個々の成分をセメント性組成物への添加前には混
合せず(実際混合すべきではない)、別に、２番目をノズ
ルで添加する。
【００１１】本発明の使用に好適なＰＡＯは、当分野で
既知の任意のこのような好適な材料から選択され得る。
材料が水溶性であるという必要性は、材料が少なくとも
高い割合のオキシエチレン単位を含まなければならない
ことを意味する。材料が純粋なポリ(エチレンオキサイ
ド)であることが好ましい。分子量が２,０００,０００
−５,０００,０００の範囲にあることがまた好ましい。
本発明の実施に有用な典型的な商業製品は、例えば、Un
ion Carbide Chemicals and Plastics Company,Inc.の
“ポリオックス(Polyox)”(商標)で見付けられ得る。
【００１２】本発明で使用するためのＢＮＳは入手容易
な材料で、コンクリート産業でスーパープラスティサイ
ザーとして広く使用されている。粉末で使用できるが、
約４０％のナトリウム塩形の活性物質を含む水性溶液で
使用するのが好ましい。
【００１３】無定形アルミニウムヒドロキシドを含む促
進剤が最近興味深い。なぜなら、主としてその低いアル
カリ度が、噴霧部位の条件をより許容可能にするからで
ある。無定形アルミニウムヒドロキシドを基本にした促
進剤の例は、種々の水溶性塩とのその混合を含む。しか
しながら、上記のアルミニウム基本化合物が上記のポリ
(アルキレンオキサイド)およびＢＮＳと組み合わせて使
用された場合、結果は特に、そして驚くほど良好である
ことが分かった。例えば、壁および天井の厚い噴霧層の
達成が相対的に容易であることが分かった。
【００１４】本発明の特定の環境において、アルミニウ
ムヒドロキシスルフェートはしばしばアルミニウムヒド
ロキシドより優れた促進剤であり、したがって好まし
い。アルミニウムヒドロキシスルフェートとアルミニウ
ムヒドロキシドおよび／またはアルミニウムスルフェー
トの混合物を使用することが可能であるが、ヒドロキシ
スルフェート単独での使用が好ましい。典型的な商業的
に入手可能なアルミニウムヒドロキシスルフェートは
“ゲセドラル(Gecedral)"(商標)Ｌ(Guilini ChemieGmb
H、Ludwigshafen/-Rhein、ドイツ、販売)である。
【００１５】いずれかの成分を混合物、他の成分をノズ
ルで加えることが可能である。ノズルで加える成分はア
ルミニウム基本化合物を含む。成分およびアルミニウム
基本化合物は、好ましくは水性溶液または分散剤の形で
添加する。アルミニウム基本化合物を、成分と別にノズ
ルで加えることが可能であるが、アルミニウム基本化合
物を成分と組み合わせた場合、良好な結果が達成される
ことが分かった。この場合、両方は共に単一水性添加剤
として添加される。これは、装置の複雑さおよび取り扱
わなければならない材料の数の両方を減少させる更なる
利点である。
【００１６】ＢＮＳを混合物におよびＰＡＯをノズルで
加えるのが好ましい。ノズルで加える材料は好ましくは
ＰＡＯおよびアルミニウム基本化合物の水溶液または分
散剤である。
【００１７】本発明の更に好ましい態様において、アル
ミニウム基本化合物と組み合わせて、リグノスルホネー
ト、メラミンスルホネート−ホルムアルデヒト縮合物お
よびスチレン−マレイン酸無水物(“ＳＭＡ”)コポリマ
ー基本スーパープラスティサイザーから選択されたスー
パープラスティサイザーを更にノズルで添加する。ＳＭ
Ａ基本スーパープラスティサイザーが好ましく、このよ
うなプラスティサイザーの特に好ましい型は、その内容
を参考として本明細書に包含する米国特許第５,１５８,
９１６号およびフランス公開出願第２,６７１,０９０号
に記載されている。これらは以下の型および数のモノマ
ー単位：
【００１８】
【化１】 〔式中、ＲはＣ2-6アルキレン基、Ｒ1はＣ1-20アルキル
−、Ｃ6-9シクロアルキル−またはフェニル基、ｘ、ｙ
およびｚは０.０１から１００の数、ｍは１から１００
の数およびｎは１０から１００の数であるが、但し ｉ）ｘ対(ｙ＋ｚ)の比は１：１０から１０：１(両端を
含む)、 ii）ｚ：ｙの比は３：１から１００：１および iii)ｍ＋ｎ＝１５−１００である。〕を有するもの、お
よび以下の型および数のモノマー単位：
【００１９】
【化２】 〔式中、Ｍは水素または疎水性ポリアルキレングリコー
ルまたはポリシロキサンの残基であり、Ｒ1、ｍおよび
ｎは上記で定義の意味であり、ｘ、ｙおよびｚは１から
１００の数であるが、但し ｉ）ｘ対(ｙ＋ｚ)の比は１：１０から１０：１(両端を
含む)、 ii）ｚ：ｙの比は５：１から１００：１および iii)ｍ＋ｎ＝１５−１００である。〕を有するものから
なる群から選択された遊離酸または塩形のスチレン−マ
レイン酸無水物由来コポリマーである。
【００２０】高い流動性よりむしろ低い流動性が望まれ
る場合、スーパープラスティサイザーの添加は普通であ
るが、本発明の性能がこの添加により促進されることが
分かった。ノズルで添加するアルミニウム基本化合物よ
び成分が単一水溶性添加剤に含まれる場合、スーパープ
ラスティサイザーもまたその成分中に含まれる。これは
少ない水を必要とし、水性添加剤をより濃縮し得るとい
う利点をまたもたらす。本発明は、また、上記のような
基質をコーティングする方法を提供し、上記のアルミニ
ウム基本化合物と共に、ノズルのところで上記のスーパ
ープラスチサイザーの添加がある。上記のような２成分
系添加剤をまた提供し、ノズルのところで添加する成分
は上記のスーパープラスチサイザーを更に含む。この成
分は、好ましくはＰＡＯを含む。
【００２１】本発明の使用方法は、コンクリート混合物
にそれを作る時(吸入排出(pumping)前)に一つの成分を
添加し、添加剤の他の成分をノズルのところで添加す
る。ノズルのところで注入される物質は、別々に注入し
得、または好ましくは上記のように前混合物であり、単
一添加物として添加される。
【００２２】本発明の添加剤の使用は、吸入排出が容易
であるが、基質に噴霧された場合、少ない跳ね上がりで
コーティングを形成し、素早く強度が進展し、良好な最
終強度を有するセメント性組成物を提供する。
【００２３】本発明の実施に使用すべき物質の相対的量
およびコンクリート混合物の量に対するその関係は、主
に混合物の組成、スランプ特性が変化するであろう所望
の速度および所望の最初と最後のスランプに依存して、
広い範囲で変化し得る。環境温度のような他の因子は、
必要な割合に影響を有し得る。
【００２４】僅かな試験のみによって、当業者は、任意
の場合の好適な割合を容易に決定できる。一般的なガイ
ドラインとして、セメントの重量を基本にして、０.０
０１から０.０１重量％のポリ(アルキレンオキサイド)
および０.１から１.５重量％のＢＮＳ(活性物質として
計算)を使用する。ポリ(アルキレンオキサイド)対ＢＮ
Ｓの比は、１：１００から１：３０である。スーパープ
ラスティサイザーを使用する場合、アルミニウム基本化
合物(固体の重量として)の１０−３０％、好ましくは１
５−２５％で存在する。アルミニウム基本化合物は、セ
メントの０.１−５.０重量％の割合で存在する。
【００２５】本発明は、最初の高いスランプから、最後
の低いスランプへの相対的に急速な以降が必要である、
一般に全ての噴霧可能コンクリート混合物に適用可能で
ある。ファイバーショットクリートを含む永久最終ライ
ニングの形成に特に有用である。しかしながら、噴霧可
能チキソトロープ石膏モルタル(thixotropic plasterin
g mortar)にもまた適用可能である。本発明を、以下の
実施例を参考にして更に記載する。
【００２６】
【実施例】
実施例１ 噴霧可能コンクリート混合物を、下記の成分を激しく混
合することにより製造する： ポートランドセメント ４５０kg 骨材(破砕石、最大直径８mm) １７００〃 水 ２００〃 ＢＮＳ(４０％水性溶液) １.１〃
【００２７】この混合物を噴霧ノズルに詰める。ノズル
のところで、混合物に以下の重量構成の水性分散剤を、
コンクリート１立方メートル当たり、ポリアルキレンオ
キサイド０.０２kgおよびアルミニウムヒドロキシスル
フェート６.９kgが注入されるように、添加する： 水 ６９.１部 ポリアルキレンオキサイド1 ０.０２５〃 アルミニウムヒドロキシスルフェート2 ２５.５〃 ＳＭＡ基本スーパープラスティサイザー3 ５.３７５〃 １.Union Carbide Chemicals販売“ポリオックス”ＷＳＲ３０１ ２.Giulini Chemie GmbH販売“ゲセドラル”Ｌ ３.ＭＢＴ販売“レオビルド(Rheobuild)”３５２０。
【００２８】コンクリートを、単一通過で岩に噴霧し、
３０−４０cmの厚さの層を作る。この層を、この産業で
既知の刊行物である、Austrian Concrete Societyによ
るGuidelines on Shotcreteに従った試験に付す。硬化
は既知のVicat針で、強度はペネトロメーターによるド
リル穴試験により測定する。結果は、下記の通りであ
る： 最初の硬化 ２分 最後の硬化 ２分４０秒 強度進展 １日 １２Ｎ／mm2 ７日 ４１Ｎ／mm2 ２８日目の圧縮強さは促進されていないコンクリートと
比較して１２％減少しており、強度の損失が２０−５０
％である、当分野で認識されている方法により促進され
ているショットクリートより有意に改善されている。
【００２９】実施例２ 以下の注入水性分散剤をノズルにおいて使用して、実施
例１を繰り返す(材料および比率は外は同一)： 水 ７２.５部 ポリアルキレンオキサイド1 ０.４〃 アルミニウムヒドロキシスルフェート2 ２２.５〃 ＳＭＡ基本スーパープラスティサイザー3 ０.５〃 圧縮強度は、当分野で既知のものより同様に優れた改善
を示す。
【００３０】実施例３ 以下のコンクリート混合物を使用して、実施例１を繰り
返す： ポートランドセメント ３５０kg フライアッシュ ６０〃 骨材 １６９０〃 ＢＮＳ １.５〃 水／セメント比が０.５になる充分な水を添加する。
【００３１】ノズルにおいて、実施例２に記載の水性分
散剤を、コンクリート１立方メートル当たり、ポリアル
キレンオキサイド０.１１kgおよびアルミニウムヒドロ
キシスルフェート５.５４kgが注入されるように、添加
する。試験結果は、下記の通りである： 最初の硬化 １分２０秒 最後の硬化 ２分００秒 強度進展 ６分 ０.３５Ｎ／mm2 １日 １８.１Ｎ／mm2 ７日 ２７.９Ｎ／mm2 促進されていないショットクリートと比較した圧縮強度
の損失は６％である。
【００３２】実施例４ 以下の重量基本のショットクリート組成物を作る： セメント ４２５kg／m3 BNS(４０％水性溶液) １.５％ 混合物は、Ｗ／Ｃ比０.４８およびスランプ２２cmおよ
び広がり５３.５cmを有する。
【００３３】混合物を噴霧し、ノズルにおいて、実施例
２に記載の水性分散剤の添加がある。この添加は、セメ
ントの固体の５重量％である。圧縮強さを経時的に測定
し、それは下記の通りである： ２時間 ０.９ＭＰａ1 ４時間 １.３ＭＰａ2 １日 １５.０ＭＰａ2 ７日 ２５ＭＰａ3 １.針測定 ２.Hilti測定 ３.穴測定
【００３４】実施例５ ショットクリート混合物を下記のように製造する： セメント ４２５kg 骨材(０−８mm) １７１３〃 ＢＮＳ １.５重量％ Ｗ／Ｃ比は０.４７、スランプは２０cmおよび広がりは
５１cmである。
【００３５】混合物の個々のサンプルに、セメント固体
の４重量％および５重量％の実施例２に記載の分散剤を
添加し、圧縮強さを針通過により測定する。結果は下記
の表に示す：
【表１】 促進剤 下記時間で測定の強度(ＭＰａ) 用量 １５分 ３０分 １時間 ４時間 ６時間 １２時間 ２４時間 ４％ ０.５ ０.５ ０.６ １.０ ７.０ １４.０ ２４.１ ５％ ０.５ ０.５ ０.６ １.０ ７.０ １５.０ ２９.５
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マックス・オップリーガー スイス4123アルシュヴィル、ブルクフェル ダーマットヴェーク59番

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水硬性セメント混合物の調製および当該
    混合物をノズルを経由して基質へ噴霧することによる適
    用を含む、セメント性組成物による基質のコーティング
    方法において、２成分系添加剤の一方の成分を当該混合
    物に添加し、他方の成分をノズルのところで添加し、当
    該２成分系添加剤中の当該２成分はβ−ナフタレンスル
    ホネート−ホルムアルデヒド縮合物と分子量(重量平均)
    １００,０００−８,０００,０００の水溶性ポリ(アルキ
    レンオキサイド)であり、更にアルミニウムスルフェー
    ト、アルミニウムヒドロキシドおよびアルミニウムヒド
    ロキシスルフェートからなる群から選択された促進剤を
    ノズルのところで添加することを特徴とする、コーティ
    ング方法。
  2. 【請求項２】 β−ナフタレンスルホネート−ホルムア
    ルデヒド縮合物が混合物に加えられ、水溶性ポリ(アル
    キレンオキサイド)がノズルで加えられる、請求項１記
    載の方法。
  3. 【請求項３】 噴霧ノズルにより基質に適用するのに適
    した、噴霧可能コンクリート混合物と共に使用する、２
    成分系添加剤であって、当該２成分の一方はコンクリー
    ト混合物に対してその混合段階で添加され、他方はノズ
    ルのところで添加され、かつ当該２成分の一方はβ−ナ
    フタレンスルホネート−ホルムアルデヒド縮合物を含
    み、他方は分子量(重量平均)１００,０００−８,００
    ０,０００の水溶性ポリ(アルキレンオキサイド)を含
    み、更にノズルのところで添加される成分にはアルミニ
    ウムスルフェート、アルミニウムヒドロキシドおよびア
    ルミニウムヒドロキシスルフェートから選択されるアル
    ミニウム基本化合物が配合されていることを特徴とす
    る、２成分系添加剤。
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