なぜ加速器が吹き付けコンクリート建設に使用されるのですか? 混和剤についての知識がほとんどない
Jan 30, 2024
なぜ加速器が吹き付けコンクリート建設に使用されるのですか? 混和剤についての知識がほとんどない
地下工学や交通インフラ建設の急速な発展に伴い、トンネル発破工事や迅速なメンテナンスにおける法面補修、岩盤支持、漏水遮断などへの吹付けコンクリート技術の応用がますます普及してきています。 ショットクリートは、圧縮空気またはその他の動力源を使用して、セメント質材料と骨材の混合物を指定された表面に高速スプレーすることによって形成されるコンクリートの一種です。
吹付けコンクリートの建設は、乾式混合法と湿式混合法の 2 つの主なタイプに分けられます。 乾式混合法では粉末状の促進剤が使用され、湿式混合法では液体の促進剤が使用されます。 中国では、吹き付けコンクリート建設の大部分は依然として乾式混合工法を使用しており、湿式混合建設は吹き付けコンクリート用途のわずか約 10% を占めています。 しかし、地下工学における吹付けコンクリートの品質要件が高まり、環境への意識が高まるにつれて、湿式混合法は将来の吹付けコンクリート技術の発展にとって避けられない傾向であると考えられています。
促進剤は吹付けコンクリートの中核となる添加剤であり、コンクリートの硬化速度と強度に重要な役割を果たします。 投入量はコンクリート中のセメント量のわずか 2%-3% ですが、初期硬化は 5 分以内、最終硬化は 10 分以内に達成でき、特殊な建設における迅速な硬化の要件を満たし、トンネル内での迅速な固結を保証します。またはシャフト。 したがって、促進剤の研究と応用は吹付けコンクリート技術のレベルを決定する重要な要素です。
促進剤にはさまざまな種類があり、製品の形状により粉末（固体）または液体の促進剤に分類されます。 アルカリ含有量に基づいて、アルカリ性促進剤または非アルカリ性促進剤になります。促進剤には Na2O 含有量が含まれます。<1% considered non-alkaline. The development of accelerators has gone through stages such as high-alkali powder, low-alkali powder, high-alkali liquid, and low (non)-alkali liquid since the Swiss company Sika first developed Sigunite powdered accelerator in the 1930s.
非アルカリ性促進剤は、従来の促進剤に含まれるアルカリ含有量が高いという問題に対処します。 非アルカリ性促進剤を使用したコンクリートは、従来の促進剤と比較して、28-日強度の 90% 以上を達成できます。 さらに、非アルカリ性促進剤は非腐食性で環境に優しく、建設作業員の健康リスクを最小限に抑えます。 傾向は、従来のアルカリ性および低アルカリ性の促進剤の代わりに、非アルカリ性の液体促進剤を使用する方向に移行しています。
現在の粉末促進剤の地位は、1930 年代にスイスの会社 Sika によって開発されたシグナイトから始まりました。 初期のアルカリ性粉末促進剤は、石灰、アルミン酸ナトリウム、ケイ酸塩や炭酸塩などの無機塩材料から作られており、急速硬化の要件を満たしていましたが、後に 20% ～ 50% の大幅な強度低下が発生しました。
中国では吹付けコンクリート技術の導入が比較的遅かったため、加速器の研究が遅れて始まりました。 アルカリ粉末促進剤には、優れた適応性、さまざまなセメントブランドに対する効果的な性能、優れた硬化効果、低コスト、成熟した調製プロセスなどの利点があります。 しかし、後期に大幅な強度低下、アルカリ導入によるコンクリート耐久性の低下、コンクリート吹付け時の反発性の高さ、準備時の腐食性が強いなどの欠点があり、作業者に危険をもたらします。
湿式混合法が徐々に普及するにつれて、粉末促進剤の研究は大幅に減少し、液体の低アルカリおよび非アルカリ促進剤の研究に焦点が移ってきました。 しかし、乾式混合法の簡単さ、適応性、低コストのため、中国の吹付けコンクリートプロジェクトのかなりの部分では依然として粉末促進剤が使用されています。
液体加速器の歴史は、スイスで Sika アルカリ液体加速器が開発された 1970 年代に遡ります。 しかし、これらの初期の液体促進剤はアルカリ含有量が高く、後期コンクリートの強度と耐久性が低下しました。 後期の性能を改善し、人間の健康への害を排除する試みとして、先進国の研究者は 1970 年代に低アルカリ液体加速器の開発を開始しました。 彼らは主な硬化促進剤としてアルミニウム塩を使用し、アルカリ含有量を 10-20% に減らし、その結果、後期段階での強度損失が 20%-30% に減少しました。
中国では湿式混合法の導入が遅れたため、液体加速器の研究が先進国に比べて遅れていた。 初期の液体促進剤は、標準要件を満たしていましたが、コンクリートの初期強度が低くなっていました。 これに対処するために、研究者らはアルカリ含有量を削減して、後期の強度損失を軽減し、耐久性を向上させることに焦点を当てました。 現在、低アルカリ液体促進剤は市場で広く使用されており、低用量や短い硬化時間などの利点が得られます。 しかし、これらは依然としてある程度のアルカリ含有量を導入し、アルカリ骨材反応を引き起こし、吹付けコンクリートの耐久性に悪影響を与える可能性があります。 その結果、研究者は非アルカリ液体促進剤に注目するようになりました。
非アルカリ液体促進剤の研究は 1990 年代にヨーロッパと米国で始まり、少し遅れて中国で行われました。 主な研究アプローチには、液体促進剤中のアルカリ金属塩に代わる新しい硬化材料を見つけることが含まれます。 中でも硫酸アルミニウムは、アルカリ金属を含まないため、セメントの水和を効果的に促進し、モルタルの初期強度を大幅に向上させます。 現在、非アルカリ液体促進剤の製造に理想的な材料と考えられています。 世界中の研究者が、主に硫酸アルミニウムから調製される液体加速器について広範な研究を行ってきました。 BASFのMEYCOSAシリーズやSikaのSigunite®Aシリーズなどの高性能で安定した製品は、現在の先進レベルの非アルカリ液体促進剤を代表しています。
非アルカリ液体促進剤は現在および将来の開発の焦点であり、アルカリ骨材反応の可能性を減らし、コンクリートの後期強度を効果的に向上させます。 しかし、非アルカリ液体促進剤の開発は初期段階にあり、比較的多量の投与量（6%-12%）、不十分な保存安定性、従来のアルカリ液体および粉末促進剤と比較した価格とコストの高さなどの課題があります。 。
4.2 加速器の構成
促進剤に含まれるアルカリの主な種類は、アルミニウム塩、ケイ酸塩、炭酸塩、および水酸化物です。 アルミニウム塩とアルミニウムアルカリは、非アルカリ液体促進剤の最も重要な成分です。 アルミニウム塩にとって、硫酸アルミニウムは理想的な原料であり、非アルカリ液体促進剤の主硬化成分として硫酸アルミニウムを使用することが広く注目され、研究が行われています。
4.4 加速器の製造工程
4.4.1 液体加速器
アルカリ促進剤：水酸化ナトリウムと水を反応容器内で混合し、撹拌後、水酸化アルミニウムを添加する。 混合物を 110 度に加熱し、その後冷却して最終製品を生成します。
非アルカリ性促進剤: フルオロケイ酸を反応容器に加え、室温および大気圧で撹拌します。 硫酸アルミニウムを加え、完全に溶解するまで撹拌する。 次に、pH を 5 に調整して、最終製品が得られます。
4.4.2 粉末促進剤
4.4.2.1 計量と混合
アルミ灰（粒径{{0}}cm）、石灰石（粒径0.5-1.2cm）、工業用アルカリ（炭酸ナトリウム）などの原料が密閉コンベアで輸送され、計量装置。 硫酸アルミニウム
