一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)階段，隨著我國的土木建筑工程的快速發(fā)展，尤其是公路、鐵路等大型工程的不斷開展，很多大型工程要穿越山區(qū)修建深埋長隧道工程，而高溫高熱的隧道環(huán)境是施工過程中最常見的施工條件，這也為施工帶來了一定的困難。
[0003]在高溫高熱地段，圍巖的初始溫度很高，這也使噴射的混凝土處于高溫高熱環(huán)境中。在高溫環(huán)境下，普通噴射混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)太大，容易產(chǎn)生失水加速，水泥水化不充分導(dǎo)致混凝土強度和粘性下降。
[0004]高地溫隧道施工的一個重要要求就是快速施工，這樣普通混凝土根本難以達到速凝的效果，即使加入一般速凝劑也很難達到要求，可能還會產(chǎn)生腐蝕、強度下降的不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決上述不足，提供了一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的上述目的通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn):一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土，其特征在于:按Im3計所含原料及用量為:水泥300?400kg，細砂400?500kg，高爐重礦渣700?800kg，粉煤灰60?100kg，礬土熟料40?80kg，玄武巖纖維20?40kg，聚羧酸高性能減水劑3?5kg，鋁酸鹽速凝劑10?15kg，水180?250kg。
[0007]所述水泥為礦渣硅酸鹽水泥，型號為P.S.A32.5。
[0008]所述粉煤灰采用II級粉煤灰，可以替代部分普通硅酸鹽水泥作膠凝材料，改善混凝土拌合物的和易性，減少混凝土的收縮和開裂，減少混凝土養(yǎng)護中的水化熱，很好地補償混凝土的后期強度，并且通過對A1203、SO3含量的控制使其更加適宜高地溫環(huán)境。
[0009]本發(fā)明選用高爐重礦渣作為粗骨料也是充分考慮到高地溫的隧道環(huán)境，并分別對其所含的Al2O3和CaO量的控制達到更加能夠耐高溫、耐濕的要求。高爐重礦渣替代碎石作為粗骨料，也更為環(huán)保、經(jīng)濟。
[0010]所述玄武巖纖維是一種耐高溫的添加劑，添加后能提高混凝土的強度，所以通過對玄武巖纖維量的控制既可以提高混凝土的耐高溫性能也能改善其強度。
[0011]所述聚羧酸高性能減水劑摻量低、減水率高、收縮小，大幅度提高混凝土的早期、后期強度，特別是當(dāng)氯離子含量低、堿含量低，有利于混凝土的耐久性。
[0012]所述鋁酸鹽速凝劑是最適合高溫隧道環(huán)境的混凝土速凝劑，在此考慮到經(jīng)濟的因素我們可以選擇鋁酸鈉速凝劑。
[0013]一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土的制備方法，包括以下步驟:
[0014](I)備料:準(zhǔn)備好原材料，并檢驗所有原材料的質(zhì)量是否達到要求；
[0015](2)混合攪拌:將礦渣水泥、細砂、II級粉煤灰、礬土熟料、玄武巖纖維、聚羧酸高性能減水劑摻入強制式攪拌機攪拌，勻速攪拌2min，攪拌的同時加水?dāng)嚢杈鶆颍?br>[0016](3)加入粗骨料:將作為粗骨料的高爐重礦渣摻入攪拌機中，勻速攪拌2.5min ；
[0017](4)加入鋁酸鹽速凝劑并噴射澆筑:將制得的混凝土裝入噴射機時壓縮空氣，同時加入鋁酸鹽速凝劑，然后進行噴射澆筑并養(yǎng)護。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點是:本發(fā)明提供的高地溫隧道支護噴射混凝土，與圍巖緊密結(jié)合起來，使圍巖整體達到穩(wěn)定，同時又可以噴射混凝土層繼續(xù)下一步施工。在高地溫隧道環(huán)境下，凝固速度快，具有良好的耐熱性能，同時強度不會降低，并且此種混凝土具有良好的抗?jié)B、防開裂性能，能夠達到施工要求。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步詳述。
[0020]實施例1
[0021]一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土，按Im3計，所含原料及用量為:水泥360kg、水200kg、細砂450kg、高爐重礦渣748kg、II級粉煤灰80kg、礬土熟料50kg、玄武巖纖維30kg、聚羧酸高性能減水劑4kg、鋁酸鹽速凝劑12kg。
[0022]一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土的制備方法，包括以下步驟:
[0023](I)備料:準(zhǔn)備原材料，并檢驗所有原材料的質(zhì)量是否達到要求；
[0024](2)混合攪拌:將礦渣水泥、高爐重礦渣、II級粉煤灰、礬土熟料、玄武巖纖維、聚羧酸高性能減水劑摻入強制式攪拌機攪拌，勻速攪拌2min，攪拌的同時加水?dāng)嚢杈鶆颉?br>[0025](3)加入粗骨料:將粗骨料摻入攪拌機中，勻速攪拌2.5min ；
[0026](4)加入鋁酸鹽速凝劑并噴射澆筑:將制得的混凝土裝入噴射機時壓縮空氣同時加入鋁酸鹽速凝劑，然后進行噴射澆筑并養(yǎng)護。
[0027]實驗表明黏土磚和高爐重礦渣骨料具有較好的耐熱性能，再加入粉煤灰、礬土熟料后導(dǎo)熱系數(shù)比普通混凝土降低了一半以上，同時玄武巖纖維的添加使其抗高溫性更加顯著提高。加入聚羧酸高性能減水劑4kg后能夠提高混凝土的早期和后期強度，經(jīng)測試強度可達30.SMPa0通過觀察，其抗?jié)B性和粘結(jié)性也提高很多。特別是高地溫環(huán)境噴射混凝土添加鋁酸鈉速凝劑后，凝固時間顯著減少，并且其它主要性能也無明顯降低。
[0028]實施例2
[0029]一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土，按Im3計，所含原料及用量為:水泥300kg、水170kg、細砂500kg、高爐重礦渣800kg、II級粉煤灰80kg、礬土熟料50kg、玄武巖纖維20kg、聚羧酸高性能減水劑3kg、鋁酸鹽速凝劑10kg。
[0030]一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土的制備方法，包括以下步驟:
[0031](I)備料:準(zhǔn)備原材料，并檢驗所有原材料的質(zhì)量是否達到要求；
[0032](2)混合攪拌:將礦渣水泥、高爐重礦渣、II級粉煤灰、礬土熟料、玄武巖纖維、聚羧酸高性能減水劑摻入強制式攪拌機攪拌，勻速攪拌2min，攪拌的同時加水?dāng)嚢杈鶆颉?br>[0033](3)加入粗骨料:將粗骨料摻入攪拌機中，勻速攪拌2.5min ；
[0034](4)加入鋁酸鹽速凝劑并噴射澆筑:將制得的混凝土裝入噴射機時壓縮空氣同時加入鋁酸鹽速凝劑，然后進行噴射澆筑并養(yǎng)護。
[0035]實施例3
[0036]一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土，按Im3計，所含原料及用量為:水泥400kg、水200kg、細砂400kg、高爐重礦渣700kg、II級粉煤灰60kg、礬土熟料40kg、玄武巖纖維40kg、聚羧酸高性能減水劑5kg、鋁酸鹽速凝劑15kg。
[0037]一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土的制備方法，包括以下步驟:
[0038](I)備料:準(zhǔn)備原材料，并檢驗所有原材料的質(zhì)量是否達到要求；
[0039](2)混合攪拌:將礦渣水泥、高爐重礦渣、II級粉煤灰、礬土熟料、玄武巖纖維、聚羧酸高性能減水劑摻入強制式攪拌機攪拌，勻速攪拌2min，攪拌的同時加水?dāng)嚢杈鶆颉?br>[0040](3)加入粗骨料:將粗骨料摻入攪拌機中，勻速攪拌2.5min ；
[0041](4)將制得的混凝土裝入噴射機時壓縮空氣同時加入鋁酸鹽速凝劑，然后進行噴射饒筑并養(yǎng)護。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及實施例內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土，其特征在于:按Im 3計所含原料及用量為:水泥300?400kg，細砂400?500kg，高爐重礦漁700?800kg，粉煤灰60?100kg，研!土熟料40?80kg，玄武巖纖維20?40kg，聚羧酸高性能減水劑3?5kg，招酸鹽速凝劑10?15kg，水 180 ?250kg。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土，其特征在于:所述水泥為礦渣娃酸鹽水泥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土，其特征在于:所述粉煤灰米用II級粉煤灰。4.一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)備料:準(zhǔn)備好原材料，并檢驗所有原材料的質(zhì)量是否達到要求； (2)混合攪拌:將礦渣水泥、細砂、II級粉煤灰、礬土熟料、玄武巖纖維、聚羧酸高性能減水劑摻入強制式攪拌機攪拌，勾速攪拌2min，攪拌的同時加水?dāng)嚢杈矗? (3)加入粗骨料:將作為粗骨料的高爐重礦渣摻入攪拌機中，勻速攪拌2.5min ; (4)加入鋁酸鹽速凝劑并噴射澆筑:將制得的混凝土裝入噴射機時壓縮空氣，同時加入鋁酸鹽速凝劑，然后進行噴射澆筑并養(yǎng)護。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高地溫隧道高性能初次噴射混凝土，其特征在于，按1m3計所含原料及用量為：水泥300～400kg，細砂400～500kg，高爐重礦渣700～800kg，粉煤灰60～100kg，礬土熟料40～80kg，玄武巖纖維20～40kg，聚羧酸高性能減水劑3～5kg，鋁酸鹽速凝劑10～15kg，水180～250kg。其制備方法，包括以下步驟：備料；混合攪拌；加入粗骨料；加入鋁酸鹽速凝劑并噴射澆筑。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點是：本發(fā)明提供的高地溫隧道支護噴射混凝土，與圍巖緊密結(jié)合起來，使圍巖整體達到穩(wěn)定，同時又可以噴射混凝土層繼續(xù)下一步施工。在高地溫隧道環(huán)境下，凝固速度快，具有良好的耐熱性能，同時強度不會降低，并且此種混凝土具有良好的抗?jié)B、防開裂性能，能夠達到施工要求。
【IPC分類】C04B28/08
【公開號】CN105218048
【申請?zhí)枴緾N201510604950
【發(fā)明人】陳國慶, 李天斌, 劉輝, 蘇增玉
【申請人】成都理工大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月18日