[发明专利]使用热量回收的混凝土喷射方法

说明书

本发明涉及一种喷射混凝土的施用方法、一种加速喷射混凝土硬化的方法以及用所述方法制备的硬化喷射混凝土。

发明背景

将粘结性组合物（例如混凝土）通过从喷嘴喷射而施用于基材是成熟的技术，并广泛用于诸如隧道衬里的应用中。存在相当多的在喷射混凝土可操作性技术领域中已知并使用的具体掺合物，例如磺化三聚氰胺甲醛缩合物、磺酸萘甲醛缩合物或丙烯酸聚合物类。

众所周知，热量可以积极的方式影响水泥体系的水合。不仅硬化期（早硬期）而且硬化后混凝土的最终强度、品质以及耐久性都受到升高的水合温度的很大影响。因此，在较高温度条件下混凝土的喷射可能是对该方法的有价值的改进（addition）。

本发明的目的是提供一种喷射混凝土的施用方法，其使用三通控制喷嘴作为预拌混凝土、液体掺合物和压缩空气的混合设备，其特征在于将所述液体掺合物在喷射之前加热。

出人意料地发现，升高的温度在大多数情况下更佳地影响粘结性物质、例如喷射混凝土的水合。

不仅硬化期（早硬期）而且硬化后混凝土的最终强度、品质以及耐久性都受到在喷射过程中和喷射前升高的水合温度的积极影响。

发明的详细描述

在操作空气压缩系统期间的热产生和该能源的部分回收是现有技术。在喷射水泥方法中通过加热将在喷嘴处被注入物料流的液体掺合物的应用应该被认为是本发明的领域。

喷射混凝土或“喷浆凝土”主要用于地下建筑中。其应用包括将湿砂浆或湿混凝土传输至喷嘴，向其中添加促凝掺合物和空气，并高速气动喷在基材上。事实上，需要快速固化和早硬形成使混凝土粘附于墙壁而不掉落，从而确保更早的进入和进一步的挖掘，保证安全和有效的施工。为此，向喷射混凝土或喷射砂浆中添加确保机械性能迅速形成的促进剂。

已知促凝剂在最开始的阶段影响熟料相（例如C3A和C3S）的水合过程、硫酸盐载体的消耗和孔溶液的化学组成。通过添加促凝剂而导致的更快的凝固是由于水合产物（像钙矾石）的大量形成，在某些情况下导致较差的早硬形成，其在文献中与较慢的硅酸钙水合物（C-S-H）形成有关。

作为掺合物的缩聚物在现有技术（US 20080108732A1）中已知可有效地作为粘结性组合物的超增塑剂。US 20080108732 A1描述了基于具有5至10个碳原子或杂原子、具有至少一个亚乙氧基或亚丙氧基的芳族或杂芳族化合物（A）和选自甲醛、二羟乙酸和苯甲醛的醛（C）的缩聚物或其混合物，其导致与常用的缩聚物相比改进的无机粘合剂悬浮体的增塑效果，并在更长的时间内保持该效果（“坍落保持”）。在一个具体的实施方案中，它们还可为磷酸化的缩聚物。

促硬剂可包含无机和有机组分。

本发明的一个目的是提供一种喷射混凝土的施用方法，其使用三通控制喷嘴作为预拌混凝土、液体掺合物和压缩空气的混合设备，其特征在于对所述液体掺合物和/或传输空气在喷射之前和/或喷射过程中进行加热。

在喷射混凝土的施用方法中，预拌混凝土将通过软管被泵送至喷嘴，在喷嘴处压缩空气和掺合物将被注入浓稠的物料流中形成气溶胶，并混合掺合物（主要是液体促进剂）与湿混凝土组合物。

在湿法中，使用取自混凝土厂的预拌混凝土，或混合袋装（pre-bagged）砂浆。所述混凝土以与常规混凝土相同的方式制备。可检查并控制w/c比，从而在任意时间检查并控制品质。稠度可例如借助掺合物而调节。

在湿混法中，在整个喷射过程中较易得到均匀品质。使预拌物流入泵中并借助压力运送通过软管。目前，主要使用活塞泵并且将来仍将如此。

在软管末端的喷嘴处，压缩空气以7-15m³/分钟的速率和7巴的压力加入混凝土。添加空气以增加混凝土的速度，从而获得良好的压实以及对表面的粘附。

除了空气之外，液体掺合物（例如促凝剂）也在喷嘴处加入。

当在喷嘴处加入混凝土中时，掺合物通常具有低温或环境温度，压缩空气也是如此（因为空气在离开压缩机前被冷却）。

本发明的步骤是将空气和促进剂在进入喷嘴并与混凝土混合物接触前用空气压缩机的废热进行加热。

这必须在与压缩机相邻的换热器中完成。

一种具体的换热设备将使油热与喷嘴处添加的掺合物交换。为了在整个喷射过程中实现合适的掺合物温度的调节，三通控制阀是必须的。

一般而言，所有的换热方法都是可行的，热将被传递给混凝土的情况也是如此（在搅拌车至喷嘴的链的任意点）。

经加热的空气和促进剂将改进喷射混凝土内的化学过程，结果得到改进的硬化过程。