速凝劑及使用其的噴塗方法

2023-05-17 15:30:26

專利名稱：速凝劑及使用其的噴塗方法
技術領域：
本發明涉及在斜面、豎井、地下空間或者道路、鐵路、輸水道等隧道中，在露出的牆面上使用的噴塗用速凝劑、噴塗材料、以及使用其的噴塗方法。
背景技術：
以往，在隧道的挖掘作業等中，為了防止露出的天然地基(地山)崩塌，使用噴塗將粉狀速凝劑混合在混凝土中而得到的速凝性混凝土的方法。(參照專利文獻1、專利文獻 2)。作為在這些噴塗方法中使用的速凝劑，由於速凝性能優良而一直使用在鋁酸鈣中混合鹼金屬鋁酸鹽或鹼金屬碳酸鹽等而得到的速凝劑。然而，一直尋求pH值比在鋁酸鈣中混合鹼金屬鋁酸鹽或者鹼金屬碳酸鹽等而得到的速凝劑低，且為弱鹼性、優選中性或者弱酸性的速凝劑。此外，作為將速凝劑添加在混凝土中的器具，一般使用Y字管。這種情況下，為了提高混合性，使用用壓縮空氣將混凝土散開而添加速凝劑這樣的方法。其結果是，在噴塗時使用的壓縮空氣量增大，有時產生的粉塵量會增加。因此，必須在噴塗時採取對付粉塵的策略。作為用於解決這些問題的液狀速凝劑，使用了以鹼性鋁鹽、有機羧酸為主要成分的速凝劑(參照專利文獻3)；以硫酸鋁、鏈烷醇胺為主要成分的速凝劑(參照專利文獻4)； 以及以鋁的鹼性水溶液、矽酸鋰、和鋁酸鋰為主要成分的速凝劑(參照專利文獻5)等。然而，該速凝劑難以體現初期強度，與以往的粉狀系速凝劑相比，在隧道坑內較厚地進行噴射時，有剝落的危險性。為了解決這些問題，開發了一種在含有鋁酸鈣和硫酸鋁的速凝劑中混合水而製成漿體狀，向混凝土中添加的技術(參照專利文獻6、專利文獻7、專利文獻8)。該技術通過並用硫酸鋁和鋁酸鈣來降低鹼性藥物創傷。而且是通過將粉狀速凝劑與水混合而漿體化來獲得低粉塵性的技術。此外，在這些專利文獻中，還有對AE劑、發泡劑的記載，但它們是作為預先添加在混凝土中來降低粉塵量的物質而列舉的，對於在速凝劑中使用發泡劑卻沒有提及。作為將這些漿體狀速凝劑添加入混凝土中的器具，使用Y字管、在混凝土配管內以噴淋狀添加速凝劑的噴淋管等。使用Y字管時，為了提高混合性，使用用壓縮空氣使混凝土散開而添加速凝劑這樣的方法，其結果是，在噴塗時使用的壓縮空氣量增大，有時產生的粉塵量會增加。另一方面，在使用噴淋管時，由於漿體狀速凝劑與混凝土的混合性良好，因此無需散開空氣就可以進行低粉塵噴塗，但是另一方面，由於結構複雜，因此漿體在內部的凝固頻率比Y字管多，存在無法實用化的狀況。因此，在使用噴淋管的噴塗中，液狀速凝劑成為主流，但是液狀速凝劑的成分僅為促進水泥的水合反應的成分，不具有自身硬化而賦予速凝性的自硬性，所以與含鋁酸鈣的漿體狀速凝劑相比，存在速凝性差的問題。作為速凝性與以往相比有了進一步提高的液狀速凝劑，開發了在硫酸鈣中含有氟元素的速凝劑(參照專利文獻9、專利文獻10、專利文獻11)。然而，在實用化時需要進一步提高速凝性以及在湧水部位的粘附性等。此外，也公開了將液狀速凝劑和粉狀速凝劑組合的技術(參照專利文獻12、專利文獻13)。然而，在噴塗時混合液狀速凝劑和粉狀速凝劑而製成漿體狀時，與先前記述的漿體狀速凝劑同樣地存在漿體凝固的情況。因此，要求在速凝劑添加器具內不發生漿體凝固， 並要求延長器具的更換周期。此外，還公開了將含有硫酸鈣、鋁酸鈣類、減水劑以及水的液狀速凝劑添加到含無機粉末的水泥混凝土中的技術(參照專利文獻14)；在使用了含碳酸鈣的水泥的混凝土中添加液狀速凝劑的技術(參照專利文獻15)、在水泥組合物中含有碳酸鈣，並用液狀速凝劑的技術(參照專利文獻16、專利文獻17、專利文獻18)等。但是，由於大量含有的水泥成分的鹼性，碳酸鈣不會成為酸性氣氛，所以這些技術不是漿體狀速凝劑發泡而防止凝固這樣的技術，也不是使用噴淋管而獲得低粉塵性的技術。此外，在水泥組合物中預先含有速凝劑的物質，無法獲得混凝土的流動保持性，因此必須在臨噴塗前混合骨材、水泥組合物及液狀速凝劑，存在無法得到均一組成的噴塗混凝土等問題。進而，對於在並用酸性物質及發泡劑的速凝劑中的鹼金屬硫酸鹽的有效性並沒有提及。近年來，期待著開發出一種對人體的影響比以往的鹼性速凝劑小、初期強度體現性優良、且在速凝劑添加器具內不易凝固的速凝劑。專利文獻1 特公昭60-004149號公報專利文獻2 特開平09-019910號公報專利文獻3 特表 2001-509124專利文獻4 特開平10-087358號公報專利文獻5 特開2001-130935號公報專利文獻6 特開2000-302505號公報專利文獻7 特開2000-302506號公報專利文獻8 特開2001-302323號公報專利文獻9 特開2002-080250號公報專利文獻10 特開2002-047048號公報專利文獻11 特開2004-035387號公報專利文獻12 特開2002-220270號公報專利文獻13 國際公開第2005/019131號小冊子專利文獻14 特開2001-270768號公報專利文獻15 特開 2003-321263專利文獻16 特開平11-79818號公報
專利文獻17 特開2001-270768號公報專利文獻18 特開2007-119263號公報

發明內容
鑑於以上狀況，本發明人的目的在於提供一種對人體的影響比以往的鹼性速凝劑小、初期強度體現性優良、且在速凝劑添加器具的部分不易凝固的速凝劑。本發明具有以下的要點。(1) 一種漿體狀速凝劑，其特徵在於，含有粉狀速凝劑和水，所述粉狀速凝劑含鹼土類金屬碳酸鹽、水溶性酸性物質、鋁酸鈣及鹼金屬硫酸鹽。(2)如上述(1)所述的漿體狀速凝劑，其中，還含有硫酸鈣。(3)如上述(1)或(2)所述的漿體狀速凝劑，其中，還含有氫氧化鈣和/或氫氧化
ρ O(4)如上述⑴ (3)中任一項所述的漿體狀速凝劑，其中，還含有緩凝劑。(5) 一種速凝性水泥混凝土，其特徵在於，含有上述(1) (4)中任一項所述的漿體狀速凝劑及水泥混凝土。(6) 一種噴塗方法，其特徵在於，將粉狀速凝劑和水混合而製成漿體狀速凝劑，將該漿體狀速凝劑與水泥混凝土混合而製成速凝性水泥混凝土，將該速凝性水泥混凝土進行噴塗，所述粉狀速凝劑含鹼土類金屬碳酸鹽、水溶性酸性物質、鋁酸鈣及鹼金屬硫酸鹽。(7) 一種噴塗方法，其特徵在於，將在粉狀速凝劑供給管線中輸送的粉狀速凝劑與在水供給管線中輸送的水用漿體化噴嘴進行合流、混合而製成漿體狀速凝劑，將該漿體狀速凝劑以漿體狀速凝劑導入部導入到噴淋管中，介由漿體狀速凝劑添加孔與水泥混凝土混合，製成速凝性水泥混凝土，將該速凝性水泥混凝土進行噴塗，其中，所述粉狀速凝劑含鹼土類金屬碳酸鹽、水溶性酸性物質、鋁酸鈣及鹼金屬硫酸鹽。(8)如上述(7)所述的噴塗方法，其中，噴淋管具有由外管和內管構成的雙重結構，且內管中具有漿體狀速凝劑添加孔。(9)如上述(6) ⑶中任一項所述的噴塗方法，其中，粉狀速凝劑含有硫酸鈣。(10)如上述(6) (9)中任一項所述的噴塗方法，其中，粉狀速凝劑含有氫氧化鈣
和/或氫氧化鋁。(11)如上述(6) (10)中任一項所述的噴塗方法，其中，粉狀速凝劑含有緩凝劑。(12) 一種噴塗用速凝劑，其特徵在於，將液狀速凝劑以及含有發泡劑和鋁酸鈣的粉體混合材料混合而成。(13)如上述(12)所述的噴塗用速凝劑，其中，發泡劑是鹼土類金屬碳酸鹽。(14)如上述(12)或(13)所述的噴塗用速凝劑，其中，在粉體混合材料中還含有硫酸鈣。(15)如上述(12) (14)中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，在粉體混合材料中還含有鹼金屬硫酸鹽。(16)如上述(12) (15)中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，液狀速凝劑還含有具有鹼金屬元素的化合物。(17)如上述(12) (16)中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，液狀速凝劑中含有具有氟元素的化合物。(18)如上述(12) (17)中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，在粉體混合材料 100份中，含有鹼土類金屬碳酸鹽2 30份、鋁酸鈣30 70份、鹼金屬硫酸鹽2 50份以及硫酸鈣5 40份。(19)如上述(12) (18)中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，液狀速凝劑和粉體混合材料的使用比例以質量比計，為95 5 30 70。(20)如上述(12) (19)中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，將液狀速凝劑和粉體混合材料混合而製成漿體狀。(21)如上述(12) (20)中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，將液狀速凝劑和粉體混合材料混合後1分鐘後的pH是3 9。(22) 一種噴塗材料，其特徵在於，含有水泥、骨材、以及上述(12) (21)中任一項所述的噴塗用速凝劑。(23)如上述(22)所述的噴塗材料，其中，含有液狀速凝劑和粉體混合材料的噴塗用速凝劑的使用量相對於水泥100份，為5 25份。(24) 一種噴塗方法，使用上述(22)或(23)中所述的噴塗材料。通過採用本發明的噴塗用速凝劑、噴塗材料及使用其的噴塗方法，可以抑制速凝劑在速凝劑添加器具內凝固，起到對水泥混凝土賦予高速凝性和耐久性的效果。


圖1是漿體化噴嘴 噴淋管外視圖。圖2是表示漿體化噴嘴·噴淋管的內部結構的剖面圖。圖3是表示噴淋管的內部結構的剖面圖。符號說明1水或液狀速凝劑供給管線2粉狀速凝劑或粉體混合材料供給管線3漿體化噴嘴4漿體狀速凝劑導入部5噴淋管6漿體狀速凝劑添加孔
具體實施例方式以下，對本發明進行詳細說明。另外，在以下的說明中，只要沒有特別限定，百分比 (% )及份以質量基準表示。本發明中所謂的水泥混凝土，是指水泥漿、灰漿及混凝土的總稱。此外，本發明中的份、％只要沒有特別限定均是質量基準。本發明的漿體狀速凝劑含有粉狀速凝劑和水，所述粉狀速凝劑含鹼土類金屬碳酸鹽、水溶性酸性物質、鋁酸鈣及鹼金屬硫酸鹽。進而，優選含有鹼土類金屬碳酸鹽、水溶性酸性物質、鋁酸鈣、鹼金屬硫酸鹽、硫酸鈣、氫氧化鈣和/或氫氧化鋁、鹼金屬碳酸鹽、鋁酸鹽、 及緩凝劑。
此外，本發明的粉體混合材料含有發泡劑和鋁酸鈣。更優選含有鹼土類金屬碳酸鹽、鋁酸鈣、硫酸鈣及鹼金屬硫酸鹽。粉狀速凝劑通過與液狀速凝劑並用，得到防止速凝劑添加器具中的漿體凝固的效果。本發明中使用的鹼土類金屬碳酸鹽是為了消除漿體在速凝劑添加器具中的凝固而使用的。作為鹼土類金屬碳酸鹽，例如優選碳酸鈣、碳酸鎂等。通過將鹼土類金屬碳酸鹽與水溶性酸性物質並用，與水混合而製備漿體狀速凝劑時，產生二氧化碳，在漿體中發泡， 防止器具內的漿體固化物附著。鹼土類金屬碳酸鹽還具有迅速地將漿體調整到中性範圍，使噴塗固化物的耐中性化提高的效果。鹼土類金屬碳酸鹽通過含在漿體狀速凝劑中而體現這些效果，與預先混合在水泥混凝土中的同一物質的效果不同。鹼土類金屬碳酸鹽的粒度、其分布沒有特別限定，但是從防止漿體凝固的效果的觀點出發，以布萊恩(Blaine)比表面積值(以下，稱為Blaine值)計，優選為500 10，000cm2/g,更優選為1，000 5，000cm2/g。Blaine值小於500cm2/g時，無法均一地分散在粉狀速凝劑中，有時不能得到規定的效果。鹼土類金屬碳酸鹽在粉狀速凝劑100份中，優選為2 30份，更優選為5 20份， 最優選為7 15份。使用量小於2份時，有時無法得到優良的防止漿體凝固的效果，而超過30份時，有時無法得到優良的速凝性狀。此外，鹼土類金屬碳酸鹽在粉體混合材料100份中，優選為2 50份，更優選為 5 30份，最優選為8 30份。使用量小於2份時，有時無法得到優良的防止漿體凝固的效果，而超過50份時，有時無法得到優良的速凝性狀。本發明中使用的水溶性酸性物質是溶解於水中而顯示酸性的物質的總稱。只要是迅速地溶解於水中，使含有粉狀速凝劑和水的漿體狀速凝劑的PH為酸性範圍，與鹼土類金屬碳酸鹽反應而使二氧化碳發泡的物質，就可以使用任意物質。該漿體狀速凝劑與水泥混凝土混合後，由於變為鹼性氣氛，因此發泡反應停止，不會發生固化物因發泡氣體而膨脹、 破裂的情況。作為水溶性酸性物質，可舉出例如硫酸鹽、明礬、硝酸鹽、氯化物、磷酸鹽、羥酸鹽等，其中，從初期強度體現性良好的角度出發，作為硫酸鹽優選硫酸鋁，作為羥酸鹽優選草酸。在它們中，最優選硫酸鋁。硫酸鋁可以使用無水硫酸鋁和含水硫酸鋁中的任一種，上述水溶性酸性物質可以使用一種或者兩種以上。水溶性酸性物質的粒度、其分布，從與水混合時的溶解快速、迅速地與鹼土類金屬碳酸鹽反應而發泡的角度出發，以Blaine值計，優選為500cm2/g以上，更優選1000cm7g以上。水溶性酸性物質的使用量在粉狀速凝劑100份中優選為3 50份，更優選5 40 份。在該範圍之外時，有時無法得到優良的凝固防止性能。本發明中使用的鋁酸鈣是與水接觸而發生固化的物質，可以與水泥混凝土混合而提高初期強度體現性。是將CaO原料、Al2O3原料等混合而成的物質進行在窯中煅燒、在電爐中熔融等之類的熱處理，粉碎後而得到的。將CaO簡記為C、將Al2O3簡記為A時，作為混合物，例如是C3A、C12A7> C11A7 · CaF2, C11A7 · CaCl2, CA和CA2等，可以是它們中的一種或並用兩種以上(這裡，CaF2是氟化鈣，CaCl2是氯化鈣。)。
進而，還可以使用在這些中以R2O換算(R是鹼金屬元素)固溶有0.05 10%的 Na、K、及Li等鹼金屬而成的物質(例如8Ca0 · Na2O · 3A1203等)、含有小於30%的SiO2的矽酸鋁鈣鹽。此外，在本發明中使用的鋁酸鈣，除此之外可以含有小於30%的氧化亞鐵、氧化鐵、氧化錳、氧化鎂、磷酸、鹼等中的一種或兩種以上。鋁酸鈣可以使用非晶質鋁酸鈣和晶質鋁酸鈣中的任一種，也可以混合存在非晶質、晶質，但是從速凝性狀優良的角度考慮，優選含有80%以上的非晶質，更優選含有90% 以上。鋁酸鈣中的CaOAl2O3摩爾比沒有特別限定，但是優選為1. 5 3. 0，更優選為 1. 7 2. 3的範圍。在該範圍之外時，有時無法得到優良的速凝性狀。鋁酸鈣的粒度、其分布沒有特別限定，但是從初期強度體現性的觀點出發，以 Blaine值計，優選為3，OOOcmVg以上，更優選5, OOOcmVg以上。Blaine值小於3，OOOcm2/ g時，有時無法得到優良的速凝性。鋁酸鈣在粉狀速凝劑100份中，優選為20 70份，更優選為35 60份。在該範圍之外時，有時無法得到優良的速凝性。此外，鋁酸鈣在粉體混合材料100份中，優選為 30 70份，更優選為40 60份。在該範圍之外時，有時無法得到優良的速凝性。在本發明中使用的鹼金屬硫酸鹽是以提高速凝性、強度體現性為目的而使用的， 是適合於在並用酸性物質、發泡劑的組成中使用的物質，並且具有不同於以往的速凝劑中使用的、溶解在水中顯示鹼性的含鹼金屬物質的效果。作為鹼金屬，可以列舉例如鋰、鈉、鉀等鹼金屬元素。鹼金屬硫酸鹽的粒度、其分布，從初期強度體現性的觀點出發，以Blaine值計，優選為500cm2/g以上，更優選為1，OOOcmVg以上。Blaine值小於500cm2/g時，有時無法得到優良的速凝性。鹼金屬硫酸鹽在粉狀速凝劑100份中，優選為2 30份，更優選為5 20份。在該範圍之外時，有時無法得到優良的速凝性。此外，鹼金屬硫酸鹽在粉體混合材料100份中，優選為2 50份，更優選為5 30份。在該範圍之外時，有時無法得到優良的速凝性。本發明的液狀速凝劑，作為所含元素，除了鋁和硫以外，根據需要還含有氟及鹼金屬等元素中的一種或者兩種以上。本發明的鋁元素的供給原料沒有特別限定，可以列舉非晶質或晶質的氫氧化鋁、 鋁的硫酸鹽、鋁酸鹽、其他的無機鋁混合物、有機鋁化合物、鋁絡合物等化合物。可以使用這些中的一種或者兩種以上。在本發明中，優選使用也成為硫元素供給原料的鋁的硫酸鹽。本發明的硫元素的供給原料沒有特別限制。可舉出硫、硫華等元素狀態的硫、硫化物、硫酸或硫酸鹽、亞硫酸或亞硫酸鹽、硫代硫酸或硫代硫酸鹽、有機硫化合物等。可以使用這些中的一種或者兩種以上。從在水中的溶解性高、製造成本低且速凝性狀優良的角度考慮，特別優選硫酸或硫酸鹽。更優選為硫酸鹽中的明礬類中的含鋁元素和鹼金屬元素的化合物。本發明的氟元素的供給原料只要是在溶劑或水中溶解或分散的物質就沒有特別限定。例如，可舉出氫氟酸、有機氟化合物、氟化鹽、氟矽酸鹽、氟硼酸鹽等。可以使用它們中的一種或兩種以上。從沒有毒性、爆炸性等危險性、製造成本低且速凝性狀優良的角度出發，特別優選氫氟酸、氟化鹽、氟矽酸鹽、氟硼酸鹽等。本發明的鹼金屬元素的供給原料沒有特別限定。例如可舉出含鋰、鈉、鉀、銣、銫等鹼金屬元素的水溶性化合物等。可以使用它們中的一種或兩種以上。作為上述化合物，可以使用鹼金屬元素的氧化物、過氧化物、氯化物、氫氧化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽、矽酸鹽、鋁酸鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、過硫酸鹽、硫化鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、草酸鹽、硼酸鹽、氟化物、矽酸鹽、氟矽酸鹽、明礬、金屬醇鹽等。可以使用它們中的一種或兩種以上。此外，為了使液狀速凝劑的性能提高，可以使用鏈烷醇胺。進而，為了使液狀速凝劑的性能長期穩定，可以使用羥基羧酸類的有機酸。對於將鋁元素的供給原料、硫元素的供給原料、氟元素的供給原料及鹼金屬元素的供給原料、鏈烷醇胺原料、以及羥基羧酸類原料混合的方法沒有特別限定。液狀速凝劑中的鋁元素、硫元素、氟元素、鹼金屬元素、鏈烷醇胺及羥基羧酸類的含量沒有特別限定。相對於以SO3換算的硫元素100份，優選含有以Al2O3換算為25 110 份的鋁元素、2 50份的氟元素、以R2O換算(R為鹼金屬元素)為2 50份的鹼金屬元素， 更優選含有以Al2O3換算為30 70份的鋁元素、5 30份的氟元素、以R2O換算為5 30 份的鹼金屬元素。設定含有比例的上限的理由在於，如果含有比例太高，則會導致液體的粘性增大，或者長期穩定性變差等。在液狀速凝劑中使用含鹼金屬元素的原料時，液狀速凝劑100份中鹼金屬元素的含量以R2O換算(R為鹼金屬元素)，優選大於1 %，更優選為2%以上。鹼金屬元素的含量的上限為5%以下。因其具有多種材料複合後一起使用的性質，在不顯著地降低本發明的效果的範圍內，本發明的液狀速凝劑還可以使用除了本發明的液狀速凝劑中含有的元素、成分以外的物質。此外，還可以與本發明的液狀速凝劑並用而使用已知的水合促進劑。液狀速凝劑的固體成分的濃度優選是20 60%，更優選是25 50%。小於20% 時，有時無法得到優良的速凝性狀，而超過60%時，液體的粘性高，有時用泵的加壓輸送性變差。本發明的液狀速凝劑優選是酸性的，PH優選為1 5，更優選為2 4。本發明的液狀速凝劑的形態是液狀，也包括懸浮液。雖然對懸浮液中的懸浮粒子的尺寸沒有特別限制，但是從懸浮粒子的分散性出發，優選5 μ m以下，更優選3 μ m以下。在粉狀速凝劑、粉體混合材料中，除了在上述液狀速凝劑中使用的材料以外，還可以使用硫酸鈣、氫氧化鈣和/或氫氧化鋁、鹼金屬碳酸鹽、鋁酸鹽和緩凝劑等。本發明中使用的硫酸鈣是為了使固化物的強度體現性提高而使用的物質。作為硫酸鈣，可以列舉無水石膏、半水石膏、二水石膏等。可以使用它們中的一種或兩種以上。對硫酸鈣的結晶形態沒有特別限定，可以使用α型半水石膏、β型半水石膏、I型無水石膏、II型無水石膏、III型無水石膏等。此外，在上述硫酸鈣中，可含有天然產物、作為工業副產品而得到的煙氣石膏、氫氟酸副產無水石膏等。硫酸鈣的粒度以Blaine值計，優選為2，OOOcmVg以上，從強度體現性的觀點出發更優選3，000cm2/g。硫酸鈣在粉狀速凝劑100份中，優選為4 50份，更優選為8 30份。在該範圍之外時，有時無法獲得優良的速凝性。此外，硫酸鈣在粉體混合材料100份中，優選為5 40份，更優選為10 30份。在該範圍之外時，有時無法得到優良的速凝性。為了使速凝性、噴塗時對天然地基的附著性提高，還可以含有氫氧化鈣和/或氫
氧化鋁。作為氫氧化鈣，也包括生石灰、碳化鈣水合時產生的消石灰。其原因在於，水泥混凝土使用水，因此可以使用通過與水反應而大量生成氫氧化鈣的生石灰等，或者將其與氫氧化鈣並用。氫氧化鈣的結晶的形態沒有特別限定。氫氧化鋁是化學式為Al (OH) 3、AlO(OH) · IiH2O等的物質。氫氧化鋁有晶質或非晶質的，均可以使用，但是優選使用非晶質的氫氧化鋁。氫氧化鈣、氫氧化鋁的粉末沒有特別限定，但以Blaine值計，優選為4，OOOcmVg 以上，更優選8，OOOcmVg以上。Blaine值小於4，OOOcmVg時，有時無法得到噴塗時對天然地基的優良附著性。氫氧化鈣和/或氫氧化鋁在粉狀速凝劑100份中，優選為2 30份，更優選為3 20份。使用量小於2份時，有時無法得到速凝性、噴塗時對天然地基的附著性，而超過30份時，有時速凝性、長期強度體現性會受損。此外，氫氧化鈣和/或氫氧化鋁在粉體混合材料 100份中，優選為2 30份，更優選為3 20份。使用量小於2份時，有時無法得到噴塗時對天然地基的優良附著性，而超過30份時，有時長期強度體現性會受損。對於本發明，在粉狀速凝劑或者粉體混合材料中，還可以含有鹼金屬碳酸鹽、鋁酸鹽等鹼性物質。作為緩凝劑，可以舉出檸檬酸、酒石酸、蘋果酸及葡糖酸等羥基羧酸、或者這些羥基羧酸的鈉、鉀等鹼金屬鹽等。它們可以使用一種，或者也可以並用兩種以上。在它們中， 從強度體現性的角度出發，優選羥基羧酸和/或羥基羧酸的鹼金屬鹽，更優選檸檬酸和/或檸檬酸的鹼金屬鹽。緩凝劑的使用量相對於粉狀速凝劑或粉體混合材料100份，優選為0. 05 5份， 更優選0. 1 2份。在該範圍之外時，有時無法得到速凝性、噴塗時對天然地基的附著性能。下面對本發明的漿體狀速凝劑的使用方法進行說明。從提高與水泥混凝土的混合性的觀點出發，優選將水和粉狀速凝劑在臨向水泥混凝土中添加之前進行混合，製成漿體狀速凝劑。在本發明中，為了調整凝聚時間，可以含有緩凝劑。在漿體狀速凝劑中混合的漿體水的量少時，例如，漿體水和粉狀速凝劑的使用比例以水和粉狀速凝劑的質量比計為 30 70 40 60時，若含有緩凝劑，則速凝性提高。水和粉狀速凝劑的使用比例以質量比計優選為40 60 60 40，更優選為45 55 55 45。在該範圍之外時，有時無法獲得優良的速凝性、強度體現性。含有水和粉狀速凝劑的漿體狀速凝劑的使用量相對於水泥混凝土 100份，以固體成分換算，優選為4 20份，更優選為6 12份。使用量小於4份時，有時無法得到優良的速凝性，而即使是超過20份，速凝性也達到極限，使用量增加在經濟上是不優選的。接著，對本發明的噴塗用速凝劑的使用方法進行說明。本發明的噴塗用速凝劑是混合本發明的液狀速凝劑以及含有發泡劑和鋁酸鈣的粉體混合材料而得到的。本發明的液狀速凝劑和粉體混合材料的使用比例沒有特別限定，但以質量比計， 優選為95 5 30 70，更優選為90 10 50 50。在該範圍之外時，有時無法獲得優良的速凝性、強度體現性。在本發明中所謂的液狀速凝劑的使用量，是指作為液體的使用量。在本發明中，從提高與水泥混凝土的混合性的觀點出發，優選在臨向水泥混凝土中添加之前將液狀速凝劑和粉體混合材料混合，進行漿體化。例如，將液狀速凝劑單獨添加到水泥混凝土中使用時，有時會使固化物的耐中性化降低。如本發明所述，使用了由液狀速凝劑和粉體混合材料混合併進行漿體化而成的噴塗用速凝劑的噴塗固化物，對於中性化的抵抗性高於僅用液狀速凝劑時的耐中性化。可以認為這是由於，通過粉體混合材料中所含的發泡劑、例如碳酸鹽而將漿體的 PH迅速地調整到中性範圍。從提高對中性化的抵抗性的角度出發，優選將液狀速凝劑和粉體混合材料混合，使混合後1分鐘後的pH為3 9，更優選為4 6。因此，使含發泡劑的粉體混合材料與液狀速凝劑混合後使用，不僅有效地防止漿體在速凝劑添加器具內的凝固，而且還有效地提高噴塗固化物的耐久性。含有本發明的液狀速凝劑和粉體混合材料的噴塗用速凝劑的使用量沒有特別限定，但相對於水泥100份，優選為5 25份，更優選8 15份。不足5份時，有時無法得到優良的速凝性，而即使超過25份，速凝性也達到極限，使用量增加在經濟上是不優選的。作為噴塗用速凝劑的添加器具，在將速凝劑添加到水泥混凝土中時，只要噴塗性狀不顯著降低，則任何器具都可以使用。例如，可以使用Y字管、inlet piece(以下也稱為噴淋管)等，但是從與水泥混凝土的混合性良好，可以以較少的壓縮空氣量噴塗的角度出發，優選使用噴淋管。尤其優選使用在導入噴淋管前將水或者液狀速凝劑與粉狀速凝劑或者粉體混合材料混合而製成漿體狀的器具(漿體化噴嘴)。作為本發明中使用的漿體化噴嘴 噴淋管，可以使用例如圖1 3所示的器具。水或液狀速凝劑供給管線1與粉狀速凝劑或粉體混合材料供給管線2用漿體化噴嘴3合流， 供給原料被混合，成為漿體狀。進而，漿體狀的速凝劑用漿體狀速凝劑導入部4導入噴淋管 5中，介由漿體狀速凝劑添加孔6添加到水泥混凝土中。噴塗時使用的壓縮空氣從水或液狀速凝劑供給管線1、粉狀速凝劑或粉體混合材料供給管線2供給。噴塗時使用的壓縮空氣的量優選是2m7min 10m3/min，更優選3m3/ min 7m3/min。本發明中使用的噴淋管5例如具有由外管和內管構成的雙重結構。加壓輸送水泥混凝土的內管直徑通常是1. 0 3. 5英寸左右，優選是2. 5 3. 2英寸，在該內管內具有兩個以上的漿體狀速凝劑添加孔6。內管所具有的漿體狀速凝劑添加孔6的個數優選是2 15個，更優選是4 10 個。漿體狀速凝劑添加孔6為1個時，無法進行水泥混凝土和漿體狀速凝劑的均一混合，有時無法得到優良的附著性、粉塵降低性，而在16個以上時，有時漿體狀速凝劑添加孔6會堵
O此外，噴淋管5的長度沒有特別限定，但是通常是5 50cm左右，優選使用20 40cm的噴淋管，對其他、尺寸等沒有特別限定。
噴淋管5的材質沒有特別限定，可以使用金屬制、樹脂制、或者塑料制的噴淋管， 也可以將它們組合使用。本發明中使用的漿體狀速凝劑添加孔6的形狀沒有特別限定。而且，優選相對於水泥混凝土的流向，垂直或者與水泥混凝土出口方向形成角度而開口。漿體狀速凝劑添加孔6的總面積沒有特別限定，但是優選是2 30cm2，更優選4 20cm2。小於2cm2時，有時漿體狀速凝劑添加孔6會堵塞，而超過30cm2時，無法進行水泥混凝土和漿體狀速凝劑的均一混合，有時無法得到優良的附著性、粉塵降低性。本發明的漿體用的水或者液狀速凝劑可以通過在20°C 90°C的範圍、優選 10°C 50°C、更優選15°C 45°C加熱而與粉狀速凝劑、粉體混合材料混合，從而使速凝性提尚。將本發明的漿體狀速凝劑混合入水泥混凝土中時，優選將漿體狀速凝劑在臨噴塗之前混合。具體而言，在加壓輸送的水泥混凝土中添加漿體狀速凝劑從而製成速凝性水泥混凝土。優選將漿體狀速凝劑添加後至該速凝性水泥混凝土噴出為止的時間設為5秒以內，更優選設為2秒以內。本發明中使用的水泥沒有特別限定。例如，可以使用早強、超早強、中熱、低熱等各種矽酸鹽水泥、在這些矽酸鹽水泥中混合高爐爐渣、菸灰及石灰石微粉而成的各種混合水泥等中的任一種。混合水泥中的混合物與水泥的比例沒有特別限定。也可以使用混合了 JIS中規定的值以上的混合物而成的混合水泥。水泥的使用量沒有特別限定，但是從強度體現性優良的角度出發，優選350kg/m3 以上，更優選400kg/m3以上。 水泥混凝土的W/C (水/水泥之比)的百分率優選為40 70 %，更優選45 60 %。在本發明中，除了上述各種材料、砂或者砂粒等骨材外，可以並用減水劑、纖維等。減水劑可以使用例如木質素磺酸類、萘磺酸類、聚羧酸類等公知的所有減水劑。減水劑的使用量相對於水泥量優選為0. 2 2. 0%，更優選為0. 5 1. 5%。作為本發明向斜面、隧道噴塗的方法，也可以是一般進行的乾式、溼式中任何一種噴塗方法。其中，溼式噴塗方法因粉塵的產生量小而優選。實施例以下，列舉實施例對本發明進行更詳細的說明，但是本發明並不解釋為限於這些實施例。需要說明的是，如沒有特別說明，實施例全部在室溫(20°C )下實施。(實施例1)將含有表1所示量的鹼土類金屬碳酸鹽、水溶性酸性物質、鋁酸鈣、硫酸鈣、鹼金屬硫酸鹽和氫氧化鈣的粉狀速凝劑與漿體用水以質量比50 50合流，使其混合。粉狀速凝劑使用1英寸(2. 54cm)的加壓輸送管，與4m7min的空氣量一起以^g/min的加壓輸送量進行輸送。另一方面，將漿體用水以^g/min用泵加壓輸送，將兩者用漿體化噴嘴(圖1 及圖2中記載的噴嘴)合流、混合，使之成為漿體狀態而導入噴淋管(圖1 圖3中記載的噴淋管，孔尺寸直徑8mmX6個、內徑3英寸(7. 62cm) X長30cm、材質鋼材)中。維持該狀態規定時間，將噴淋管分解確認內部的狀況。此外，為了進行比較，將不使用鹼土類金屬碳酸鹽的例子作為比較例進行試驗。結果示於表1。
12
〈使用材料的物性〉鹼土類金屬碳酸鹽碳酸鈣，天然礦石粉碎品，Blaine值3000cm2/g。水溶性酸性物質(A)八水合硫酸鋁，Blaine值1000cm2/g，市售品。水溶性酸性物質(B) 二水合草酸，Blaine值500cm2/g，市售品。鋁酸鈣非晶質，CaO50%-Al20345%-SiO2 5%、Ca0/Al203 摩爾比 2. 0，玻璃化率 98 %、Blaine 值 6000cm2/g。硫酸鈣天然無水石膏，Blaine值4000cm2/g，市售品。鹼金屬硫酸鹽硫酸鈉，Blaine值2000cm2/g，市售品。氫氧化鈣Blaine值 12000cm2/g，市售品。水自來水〈測定方法〉Blaine 值根據 JIS R 5201 進行測定。玻璃化率用XRD (X-射線衍射法)進行測定。在表1所示的規定時間後，分解噴淋管，漿體狀態利用內部觀察進行。評價如下。·完全沒有看到固化物的粘結◎·看到一部分粘結，但是6個漿體狀速凝劑添加孔全部貫通，沒有看到堵塞〇· 6個孔中，有2個以下堵塞Δ· 6個孔中，有3個以上堵塞X表 權利要求
1.一種噴塗用速凝劑，其特徵在於，將液狀速凝劑以及含有發泡劑和鋁酸鈣的粉體混合材料混合而成。
2.如權利要求1所述的噴塗用速凝劑，其中，發泡劑是鹼土類金屬碳酸鹽。
3.如權利要求1或2所述的噴塗用速凝劑，其中，在粉體混合材料中還含有硫酸鈣。
4.如權利要求1 3中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，在粉體混合材料中還含有鹼金屬硫酸鹽。
5.如權利要求1 4中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，液狀速凝劑還含有具有鹼金屬元素的化合物。
6.如權利要求1 5中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，液狀速凝劑中含有具有氟元素的化合物。
7.如權利要求1 6中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，在粉體混合材料100份中， 含有鹼土類金屬碳酸鹽2 30份、鋁酸鈣30 70份、鹼金屬硫酸鹽2 50份以及硫酸鈣 5 40份。
8.如權利要求1 7中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，液狀速凝劑和粉體混合材料的使用比例，以質量比計為95 5 30 70。
9.如權利要求1 8中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，將液狀速凝劑和粉體混合材料混合而製成漿體狀。
10.如權利要求1 9中任一項所述的噴塗用速凝劑，其中，將液狀速凝劑和粉體混合材料混合後1分鐘後的PH是3 9。
11.一種噴塗材料，其特徵在於，含有水泥、骨材、以及權利要求1 10中任一項所述的噴塗用速凝劑。
12.如權利要求11所述的噴塗材料，其中，含有液狀速凝劑和粉體混合材料的噴塗用速凝劑的使用量相對於水泥100份，為5 25份。
13.一種噴塗方法，使用權利要求11或12中所述的噴塗材料。
全文摘要
本發明提供一種有效抑制變為漿體狀的速凝劑在速凝劑添加器具內凝固的噴塗用速凝劑及噴塗方法。提供一種含有鹼土類金屬碳酸鹽、水溶性酸性物質、鋁酸鈣、鹼金屬硫酸鹽和水的漿體狀速凝劑、以及含有該漿體狀速凝劑和水泥混凝土的速凝性水泥混凝土。所述漿體狀速凝劑還可以含有硫酸鈣、氫氧化鈣和/或氫氧化鋁、緩凝劑等。此外，還提供一種噴塗方法，其特徵在於，將含有鹼土類金屬碳酸鹽、水溶性酸性物質、鋁酸鈣和含鹼金屬物質的粉狀速凝劑與水混合而製成漿體狀速凝劑，將該漿體狀速凝劑與水泥混凝土混合而製成速凝性水泥混凝土，噴塗該速凝性水泥混凝土。進而，提供一種噴塗用速凝劑，是將液狀速凝劑以及含有鹼土類金屬碳酸鹽等發泡劑和鋁酸鈣的粉體混合材料混合而成，粉體混合材料中含有硫酸鈣、含鹼金屬物質，液狀速凝劑含有具有鹼金屬元素、氟元素的化合物。此外，提供一種噴塗用速凝劑，將如上所述的液狀速凝劑和如上所述的粉體混合材料進行合流、混合而製成漿體狀。
文檔編號C04B22/14GK102442794SQ20111028871
公開日2012年5月9日 申請日期2007年11月7日 優先權日2006年11月9日
發明者三島俊一, 中島康宏, 寺島勳, 山岸洋平 申請人:電氣化學工業株式會社