[发明专利]具有高活性物质含量的稳定的喷射混凝土促凝剂分散体

说明书

本发明涉及一种用于喷射混凝土或喷射砂浆的促凝剂，其在湿和干喷 射法中喷射混凝土或喷射砂浆中的用途和由促凝剂硬化的混凝土或砂浆 层。

施用至基材如隧道的岩石表面的喷射混凝土和喷射砂浆必须快速凝结 并硬化，以确保其粘合和因此的安全性。为此，将确保快速硬化的促凝剂 加入喷射混凝土或喷射砂浆。

过去通常使用强碱性的促凝剂，目前则已经确立了通常无碱的促凝剂， 这尤其是因为其较安全的处理性能和所得的较好的混凝土或砂浆质量。无 碱促凝剂既可以分散体形式，也可以溶液形式存在。重要的是所述分散体 或溶液首先具有高活性物质含量，其次足够稳定，即分散或溶解的活性物 质不沉降且溶解的促凝剂组分不沉淀、结晶或凝胶。

EP 1 114 004 B1尤其公开了具有高活性物质含量的促凝剂溶液，其使 用了硫酸铝、氢氧化铝和羧酸。

WO 2006/010407公开了具有高活性物质含量的促凝剂溶液和促凝剂 分散体，其使用了硫酸铝和羧酸和任选其它铝化合物。

羧酸用于确保促凝剂的稳定性。

EP 0 812 812 B1公开了具有高活性物质含量的无碱促凝剂分散体，其 在氢氧化铝不存在下使用硫酸铝和至少一种链烷醇胺。这些分散体可含有 包含硅酸镁的无机稳定剂。

氢氧化铝以超过10重量％的较大量用于常规促凝剂。这类促凝剂具有 成本高的缺点，因为氢氧化铝通常是无机组分中最昂贵的成分。

大量酸和链烷醇胺的缺点为环境，尤其是水体可能被污染，这是由于 它们可能被洗出。因为它们的成本，高含量的羧酸也是不利的。

此外，实际上已经发现，通过将使用了硫酸铝和二乙醇胺的具有高活 性物质含量的市售促凝剂分散体用于所得的喷射混凝土，在数小时后，尤 其是数天后获得可使用强度(最终强度)，但可进一步改进凝结性能和在至 多1小时时间内的初期强度。

相反，使用硫酸铝、氢氧化铝和羧酸的具有高活性物质含量的市售促 凝剂在用于喷射混凝土时可实现快速的凝结性能和良好的初期强度，但可 进一步改进数小时和数天后的强度。

为此，本发明的目的为提供尤其与已知促凝剂相比，消除了现有技术 缺点的促凝剂，并且其表现出快速凝结性能和非常好的初期强度，优选喷 射混凝土的抗压强度在15分钟后超过0.3MPa和/或在1小时后超过 0.60MPa，以及非常好的数小时后强度，优选喷射混凝土和喷射砂浆的抗 压强度在6小时后超过2MPa和/或在24小时后超过15MPa，尤其是在数 天后，优选喷射混凝土和喷射砂浆的抗压强度在7天后超过40MPa和/或 在28天后超过50MPa，额外优选具有超过3个月的足够稳定性。

尤其是在松散岩石和渗水的情况下和在建筑快速进行具有财政和后勤 优点的地方，快速凝结和非常好的初期强度具有较大重要性。这是因为它 们提供了足够的初期保护，如防止滚石，并因此能够更快速地实施接下来 的建筑段，如钻洞或随后的爆炸。

该目的通过根据权利要求1的用于喷射混凝土或喷射砂浆的促凝剂而 实现，所述促凝剂以在至少一种其它铝化合物中含有25-40重量％硫酸铝 的水分散体存在，以使分散体中铝与硫酸根的摩尔比为1.35-0.70，其中所 述水分散体具有包含硅酸镁的阴离子稳定剂。

本发明的其它优选实施方案定义在其它权利要求中。

存在于促凝剂中的25-40重量％硫酸铝部分以分散形式，部分以溶解 形式存在。通常而言，至少部分硫酸铝与分散体的其它组分反应(例如与氢 氧化铝)，形成复杂的铝配合物。因此，通常而言，至少部分溶解的硫酸铝 以这些配合物结构的形式存在。硫酸铝含量(重量％硫酸铝)的陈述基于分 散体中硫酸根的总比例(如果存在3摩尔硫酸根，则存在1摩尔硫酸铝)。 陈述25-40重量％硫酸铝基于无水硫酸铝。然而，实际上，通常使用例如 具有“17％ Al₂O₃”铝含量的含水硫酸铝。所述至少一种其它铝化合物的加 入增加了分散体中铝相比于硫酸根的比例，以使分散体中铝与硫酸根的摩 尔比对应地大于硫酸铝情况下的比例(2:3)。除硫酸铝以外，其它含硫酸根 的化合物也可存在于分散体中，但分散体中铝与硫酸根的总摩尔比总是 1.35-0.70。