NO128323B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av en vanngjennomtrengelig enkorn-porebetong.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av en vanngjennomtrengelig enkorn-porebetong under anvendelsen av en sementholdig betongblanding under spesiell hensyntagen til opp-■beredningen av den anvendte grove sand.

/ed underjordiske betongforinger av tunnelbygg, gruvestoller og beskyttelsesmurer over jorden ved skråninger opp-trer ofte det problem å bortføre en flateaktiv vannuttreden eller en gjennomfukting av fjellet eller jordsmonnet som strekker seg over større område, således at den egentlige foring ikke beskadiges ved vannstuvningens hydrostatiske trykk og da eventuelt blir vanngjennomtrengelig.

Det erkjent å avvanne slike steder etter drenerings-metoden, idet vannet' bortføres ved hjelp av i betongfdringen inn-byggede dreneringsrør. I strekninger eller tunneler med sénere endeutbygning i stålbetong eller ved sprøytebetong-utbygning med forankring ble de angjeldende steder beskyttet ved folieisolering for fjellfuktighet og vannet bortført mellom foring og isolering ved ribbefoli-er, slangedrenering og lignende. I trykkholdige fjell-partier kan stuvningsvannet mer eller mindre,ukontrollert dryppe av gjennom presstrelag.

Man har allerede forsøkt å avhjelpe dette med spesial-filtersten som som porevegg er blitt lagt uten mellomsjikt til fjellet. På denne porevegg ble deretter sprøytebetongforingen på-ført. Den flatemessige avspenning og bortføring av vannet gjennom poreveggen hindrer riktignok større ukontrollerbar vannuttreden, imidlertid kan poreveggen av hullegemestein bare anvendes inntil sjaktvegger, fordi filterstenene på ingen måte kan oppta første-trykket.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å til-veiebringe en porebetong som .kan sprøytes og allerede etter kort tid kan oppta statisk trykk.

Ifølge oppfinnelsen anvendes en betongblanding som inneholder

a) kornformede mineralske tilsetningsstoffer av en enhetlig kornfraksjon i området fra 3 til 30 mm med en toleransebredde fra

4 til 15 mm og

b) et makromolekylært vannoppløselig stoff i en mengde fra 0,05 til 2,0 vekt%, referert til sementen, idet det inneholdes et vann-sement-forhold på ca. 0,32 til 0,48. Til fremstilling av betongblandingen som skal anvendes ifølge oppfinnelsen kan det anvendes vanlige kornformede mineralske tilsetningsstoffer, som eksempelvis knust stein eller blæreaggregatholdige mineraler som pimpstein, leire, skifer, lavalit og lignende. Hensiktsmessig skal de mineralske fyllstoffer ha en oval eller rund struktur, således at de enkelte korn ved forarbeidelsen lett kan gli forbi hverandre. Fordelaktig anvendes som kornformet mineralsk tilsetningsstoff grov sand. Det er gunstig å holde toleransbredden, spesielt ved relativt små kornstørrelser, minst mulig.. I mange tilfeller kan det vise seg.gunstig ved siden av de kornformede mineralske tilsetningsstoffer å medanvende underordnede mengder av asbestfibre. Asbestfibermengden skal imidlertid ikke overstige 5 vekt$ av vekten, av tilsetningsstoffet..

Da som bekjent en betongs spesielle egenskaper vesentlig bestemmes av korningslinjen av dens tilsetninger, er overholdelsen av de angjeldende karakteristiske linjer ved sikte- eller våtklassi-fisering og dosert gjensammenblanding av kornfraksjonene å iaktta og oppnå. For et såkalt fordelaktig enkorntilastningsstoff ifølge oppfinnelsen er det derimot bare nødvendig fra det samlede korn-spektrum å utklassere en bestemt fraksjon, hvilket best lykkes med tilsvarende avtrinnet flerelags sikt.

Videre er det en oppgave for foreliggende oppfinnelse

å vise en ny vei til oppberedning av grov og fin sand samt andre mineralske byggtilsetningsstoffer, hvormed det kan fremstilles en vanngjennomtrengelig porebetong også ved sprøyting.

For fremstilling av en egnet grov sand frasiktes fordelaktig fra det vaskede råmateriales snevre kornfraksjoner av midlere kornstørrelse på 3-7 mm og/eller 15-30 mm og etter mekanisk avvanning av de eventuelle fraksjoner til maksimalt 15% restfuktighet blandes med 300-200 g/tonn av et makromolekylært vannoppløselig stoff.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes ved oppberedning av vanlige som bygningsstofftil33tninger egnede materialer. I første rekke benyttes den til oppberedning av sand og grov'sand. Det er imidlertid også mulig å anvende fremgangsmåten ved brutt

stein eller blæreaggregatholdige mineraler, som pimpstein, leire, skifer, lavalit og lignende. Tilsetningen av makromolekylære vann-oppløselige stoffer har allerede det formål å utnytte disse stoffers vannbindende egenskaper til å oppnå den etter avvanningen gjen-blivende restfuktighet av tilsetningsmaterialet og også etter senere tilsetning av den nødvendige sementdel å forsinke avbindings-pros.essen og også å hindre en fordampning av denne vanndel.

Som vannoppløselige makromolekylære stoffer kan det anvendes de forskjelligste eller naturlige syntetiske .polymere. Blant de naturlige vannoppløselige stoffer er eksempelvis de forskjelligste såkalte plantegummityper egnet, altså eksempelvis galaktomannaner som johannesbrød-kjernemel eller guarmel eller også xanthan-gummi eller vannoppløselige stivelsesprodukter. Til sistnevnte hører eksempelvis metylstivelse, hydroksyetylstivelse, karboksymety1-stivelse eller også oksydatiyt avbygget stivelse. For fremstilling av betongblandingen ifølge oppfinnelsen anvendes imidlertid for-trinnsvis som vannoppløselige makromolekylære stoffer vannoppløse-lige celluloseetere. Det egner seg eksempelvis metylcellulose, hydroksyetylcellulose, hydroksypropylcellulose, metylhydroksy-propylcellulose, etylhydroksyetylcellulose, hydroksyetylkarboksy-metylcellulose.

Ved siden av de nevnte naturlige vannoppløselige makromolekylære stoffer kan det også anvendes de forskjelligste syntetiske polymere som eksempelvis polyakrylamid, alkalisaltene, eller polyakrylsyre, vannoppløselige blandingspolymerisater av akrylamid med til nitrogen substituert akrylamid som f.eks. bland-ingspolymerisatet av akrylamid og N-tert.-butylakrylamid. Videre er det egnet de vannoppløselige polyvinylmetyletere eller polyvinyl-alkohol eller polyvinylpyrrolidon samt deres vannoppløselige blandingspolymerisater med eksempelvis vinylacetat. Videre kan det dessuten anvendes alkalisaltene av polystyrolsulfonsyre.

Ifølge en foretrukket utførelsesform kan de makromolekylære vannoppløselige stoffer tilsettes samtidig med den for betongblandingen nødvendige sementdel.

De vannoppløselige makromolekylære stoffer kan tilsettes såvel i tørr pulverform med vasket og siktet materiale.

Det er imidlertid også mulig i første rekke å deigdanne stoffene med vann eller å oppløse og å tilsette dem i denne form. Blandingen foregår hensiktsmessig i tvangsblandere.

Til fremstilling av betongblandinger anvender man vanlige sementtyper, spesielt imidlertid høyovnsement'. Det tilsettes forøvirg så meget vann at det overholdes et forhold mellom vann og sement på 0,32 til- 0,48, idet selvsagt tilsetningsstoffenes egen-fuktighet må medberegnes. Anvendes grov sand, så må det regnes med en fuktighet - fra ca. 5 til 15%. Det må anses som overraskende at ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lar også betongblandinger seg sprøyte, hvor forholdet på 0,38 underskrides.

Ifølge en fordelaktig utførelsesform tilsettes det

til betongblandingene ifølge oppfinnelsen dessuten anionaktive eller ikke ionogene fuktemidier. De skal foreligge i en mengde fra ca. 0,005 til 0,08 vekt%, referert til sement. Som fuktemidier egner det seg eksempelvis alkalisalter spesielt natriumsalter av sulfonsyrer som f.eks. dodecylbenzolsulfonsyre eller også fettalko-holsyrer. Med godt resultat kan eksempelvis'natriumsaltet av lau-ryls.ulfonsyre anvendes. Som ikke' ionogent fuktemiddel kommer det

spesielt på tale addisjonsproduktene av etylenoksyd til alkylfenoler eller til fettalkoholer. Et egnet fuktemiddel av denne gruppe er eksempelvis addisjonsproduktet av 9 mol etylenoksyd til 1 mol nonyl-fenol.

Endelig kan det til betongblandingene ifølge oppfinnelsen dessuten tilsettes tilsetninger av vandige dispersjoner av termoplastiske kunststoffer, spesielt polyvinylestere, samt vandige dispersjoner av bitumen. Som vandige dispersjoner av termoplastiske kunststoffer egner det seg eksempelvis de handelsvanlige dispersjoner av polyvinylpropionat, polyvinylacetat eller blandingspolymerisater av butadien og styren.

Fremstillingen av betongblandingen ifølge oppfinnelsen foregår i vanlige blandere, spesielt tvangsblandere. Derved kan de vannoppløselige makromolekylære stoffer enten tilsettes i fast form eller også som konsentrert vandig oppløsning eller pasta. Det samme gjelder for de anionaktive resp. ikke ionogene fuktemidier. Det har vist seg gunstig å anvende blandinger hvor det på ca. 200 til 300 kg høyovnsement anvendes 1000 til 2000 kg tilsetningsstoffer som grov sand. I visse tilfeller kan det også være hensiktsmessig til betongblandingene dessuten å sette kjente akselleratorer. Her-til kommer eksempelvis på tale kalsiumklorid, kiselsyre eller vann-glass .

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det for første gang mulig å sprøyte porebetong pneumatisk. Ved denne våtsprøyting fremkommer det ikke bare på grunn av den gode begynnelsesklebing lite tilbakeslag, men tilbakeslaget kan også uten videre anvendes igjen. Det bortfaller således den ved-andre fremgangsmåter om-stendelige fjerning av ikke mer anvendelsesdyktige tilbakeslag fra bygningsstedet. Det er heller ikke nødvendig som vanlig forøvrig å anvende forskalinger ved fremstilling av porebetong. Ved porebetongen ifølge oppfinnelsen kan det uten videre anbringes sjikt inntil 25 cm i en arbeidsgang. Ved den hittil kjente sprøytebetong kunne det imidlertid bare oppnås en sjikttykkelse fra 5 til 10 mm.

Ved porebetongen ifølge oppfinnelsen dreier det seg ikke om en skummet betong men om en vanngjennomtrengelig betong som er oppbygget tilsvarende et sintret kulefilter, idet mellomrommene mellom kornene er åpne og i det vesentlige foreligger- bare en sammenkitting på berøringsflatene.'

Porebetongen ifølge oppfinnelsen kan .eksempelvis finne anvendelse ved utbygging av tunneler eller ved fremstilling av stoller i bergverk. Allerede etter kort tid er en statisk belast-ning mulig, således at det kan gjennomføres en rasjonell fremdrift. Det er heller ikke nødvendig for ytterligere avbinding å fukte betongen, da vanntilbakeholdelsesevnen av blandingen av sement og makromolekylære vannoppløselige stoffer er meget god.

Eksemp. ler.

Det ble fremstilt forskjellige betongblandinger ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, idet blanding I besto av 250 kg høyovnsement, 1500 kg grov sand (korning 3 til 7 mm) og så mye vann at vann-sement-forholdet utgjorde 0,38. Blanding II besto av 300 kg høyovnsement, 1650 kg grov sand av korning 15 til 30 mm, idet det ble tilsatt så meget vann at vann-sement-forholdet utgjorde 0,40.

Til disse blandinger ble det tilsatt forskjellige mengder av vannoppløselige makromolekylære stoffer og fuktemidier.' I følgende tabell er det i første spalte angitt satsens løpende nummer. Videre følger den anvendte betongblanding, mengde og type av vannoppløselige makromolekylære stoffer, samt fuktemiddel.

Alle bestanddeler ble kraftig blandet i en tvangs-blander og kunne deretter sprøytes pneumatisk. I alle tilfelle ble det etter avbindingen dannet en porebetong som har en fasthet mellom ca. 120 og 280 kg/cm . Vanngjennomtrengeligheben var frem-ragende.

Tilsetning av de i foregående tabell oppførte tilsetninger foregikk såvel til den ferdige blanding som også ved den ved klassering fremstilte grove sandblanding.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en vanngjennomtrengelig sprøytbar enkorn-porebetong, karakterisert ved at man anvender en betongblanding som inneholder

a) kornformede mineralske tilsetningsstoffer som grov sand av en enhetlig kornfraksjon i området fra 3 til 30 mm med en toleransebredde fra 4 til 15 mm og b) et makromolekylært vannoppløselig stoff i en mengde fra 0,05 til 2,0 vekt%, referert til sement, idet det overholdes et vann-sement-forhold fra ca. 0,32 til 0,48.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en slik grov sand hvor det fra vasket rå-materiale frasiktes snevre kornfraksjoner av midlere, korning på 3-7 mm og/eller 15-30 mm og etter mekanisk avvanning av den eventuelle fraksjon til maksimalt 15% restfuktighet blandes med 300-200 g/tonn av et makromolekylært vannoppløselig stoff.

3- Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at betongblandingen som vannoppløselige makromole kylære stoffer inneholder vannoppløselige celluloseetere.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at det som vannoppløselige makromolekylære stoffer anvendes alkalisalter av polyakrylsyre resp. polymerisater av akrylamid.