CN108484036B - 一种早强抗冻融喷射材料及其制备方法 - Google Patents

一种早强抗冻融喷射材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种早强抗冻融喷射材料及其制备方法，按照重量份数计，包括：喷射干粉100份，促硬剂3‑5份，水10‑15份，其中，促硬剂的主要成分为氧化铝；喷射干粉按照质量百分比计包括：胶凝材料25％‑35％，天然级配中砂35％‑50％，石子15％‑20％，可再分散乳胶粉5％‑15％，聚羧酸高效减水剂0.1％‑0.3％，聚丙烯短纤维0.02％‑0.1％，聚合物外加剂0.01％‑0.2％；上述材料具有和易性好、性能稳定、抗流挂、易抹平性能，喷射施工后具有速凝早强效果；制备工艺简单，施工方便、高效，专用于雪车雪橇赛道的建筑施工材料。

Description

一种早强抗冻融喷射材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种早强抗冻融喷射材料及其制备方法。
背景技术
雪车雪橇中心场馆项目赛道已被国际单项组织(国际雪车雪橇联合会IBSF和国际雪橇联合会FIL)认证的共15条，此15条赛道全部在国外，国内无企业、单位参与过此类项目设计和施工，尚无经验可借鉴。赛道施工难度大，精度要求高，是历届冬奥会场馆的建设难点。其中，采用喷射混凝土即：使用压力喷枪喷涂灌筑喷涂材料的施工方法，常用于灌筑隧道内衬、墙壁和天棚等薄壁结构或其他结构的衬里，以及钢结构的保护层等项目，用于赛道施工特别是雪车雪橇赛道在国内尚属首例，所以研究和开发此类喷射材料具有较为深远的意义。
发明内容
本发明的发明人经过广泛而深入研究后，研制了一种早强抗冻融喷射材料，该材料具有和易性好、性能稳定、抗流挂和易抹平等性能，在喷射施工后具有速凝早强效果，施工方便、高效，且施工性能好。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种早强抗冻融喷射材料，按照重量份数计，包括：喷射干粉100份，促硬剂3-5份，水10-15份；其中，所述喷射干粉按照质量百分比计包括：胶凝材料25％-35％，天然级配中砂35％-50％，石子15％-20％，可再分散乳胶粉5％-15％，聚羧酸高效减水剂0.1％-0.3％，聚丙烯短纤维0.02％-0.1％，聚合物外加剂0.01％-0.2％；其中，所述促硬剂的主要成分为氧化铝。
进一步地，所述胶凝材料为由硅酸盐水泥、矿粉和硅粉按质量比30:4:1组成的混合物。
更进一步地，所述硅酸盐水泥为425号普通硅酸盐水泥。
进一步地，所述天然级配中砂的平均粒径不大于5mm。
进一步地，所述石子的平均粒径为5-8mm。
进一步地，所述聚合物外加剂为由木质纤维、甲基羟丙基纤维素醚、淀粉醚和消泡剂按质量比5:3:7:10组成的混合物。
更进一步地，所述甲基羟丙基纤维素醚的粘度为400Pa.s。
本发明的第二方面，还提供了上述早强抗冻融喷射材料的制备方法，包括：将所述喷射干粉与水混合后搅拌均匀，并输送至喷涂设备，通过风压将所述促硬剂输送至上述喷涂设备的喷枪处与上述混合物一起进行均匀喷射，得早强抗冻融喷射材料；且在一些优选的实施方式中，其喷射速率为50-80L/min，一次性喷涂厚度为50-100mm。
本发明的第三方面，还在于提供了上述早强抗冻融喷射材料作为雪车雪橇赛道专用喷射材料的用途。
本发明的一些优选实施方式中，促硬剂选择上海环宇建筑工程材料有限公司的派睿得-SN型号促硬剂，主要成分为氧化铝；上述方法如无特殊说明均为常规方法，试剂与材料无特殊说明均市售可得。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
一、现在普通喷涂施工部位钢筋绑扎都有足够的间距，喷涂料容易通过钢筋间距来喷涂密实，而冬奥会雪车雪橇赛道由于钢筋与冷凝管之间缝隙很小，现在技术中没有合适的喷射材料能满足其施工要求；本发明通过多种聚合物调配的雪车雪橇赛道专用喷射材料具有高塑性、自密实效果，在保证喷射料喷上赛道后不流挂的前提下，实现了自密实、易填充效果。
二、冬奥会雪车雪橇赛道的施工要求于普通喷涂施工差别大，其表面需精确找平，且误差不超过5mm，要求喷涂料有足够的施工找平时间，目前普通的速凝剂凝结时间过短，不适合此工程的喷射施工，本发明创新地采用促硬剂，使喷射料在保证喷涂可操作性的前提下，有3-5h找平施工时间。
三、本发明的雪车雪橇赛道专用喷射材料中喷射干粉在生产厂内完成混合均匀，在施工现场只需加水搅拌即可通过喷涂设备与促硬剂一起进行喷涂施工，减少了施工现场污染，避免了现场搅拌时添加各组分原料可能造成的误差和误操作等，使喷射材料的产品性能更加稳定。
四、针对冬奥会雪车雪橇赛道，现有喷涂材料单层喷涂厚度都在50mm以下，无法达到施工要求，本发明的雪车雪橇赛道专用喷射材料抗流挂性能好，一次性喷涂厚度即可达到100mm，无需分层喷涂，节省了施工时间和人工成本。
五、本发明中雪车雪橇赛道专用喷射材料的7d抗压强度可以达到30MPa以上，28d抗压强度超过50MPa以上，抗渗等级达到P6等级，抗冻融循环达到250次以上；且该喷射材料施工方便，施工性能好，喷涂设备泵送过程中具有良好的和易性，该材料喷射到钢筋支架上之后具有抗流挂、易抹平和速凝早强效果，提高了施工速度。
具体实施方式
下面给出本发明较佳实施例详细说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如下实施例中，促硬剂为上海环宇建筑工程材料有限公司生产的派睿得-SN促硬剂，实验方法如无特殊说明均为常规方法，试剂与材料无特殊说明均市售可得。
实施例1
先按照质量百分比称取：胶凝材料30％，天然级配中砂35％，石子19.5％，可再分散乳胶粉15％，聚羧酸高效减水剂0.3％，聚丙烯短纤维0.1％和聚合物外加剂0.1％，将上述原料在无重力混合搅拌机混合8min，即得喷射干粉；再按照重量份数称取上述喷射干粉100份，以及促硬剂5份和水10份，备用；其中，促硬剂的主要成分为氧化铝。
实施例2
先按照质量百分比称取：胶凝材料25％，天然级配中砂50％，石子15％，可再分散乳胶粉9.4％，聚羧酸高效减水剂0.3％，聚丙烯短纤维0.1％和聚合物外加剂0.2％，将上述原料在无重力混合搅拌机混合8min，即得喷射干粉；再按照重量份数称取上述喷射干粉100份，以及促硬剂4份和水11份，备用；其中，促硬剂的主要成分为氧化铝。
实施例3
先按照质量百分比称取：胶凝材料35％，天然级配中砂35％，石子20％，可再分散乳胶粉9.87％，聚羧酸高效减水剂0.1％，聚丙烯短纤维0.02％和聚合物外加剂0.01％，将上述原料在无重力混合搅拌机混合12min，即得喷射干粉；再按照重量份数称取上述喷射干粉100份，以及促硬剂4份和水12份，将喷射干粉与水混合后搅拌均匀，并输送至喷涂设备，通过风压将促硬剂输送至上述喷涂设备的喷枪处一起进行均匀喷射，喷射速率为50-80L/min，一次性喷涂厚度为50-100mm，得早强抗冻融喷射材料。
实施例4
先按照质量百分比称取：胶凝材料30％，天然级配中砂45％，石子19.65％，可再分散乳胶粉5％，聚羧酸高效减水剂0.2％，聚丙烯短纤维0.05％和聚合物外加剂0.1％，将上述原料在无重力混合搅拌机混合10min，即得喷射干粉；再按照重量份数称取上述喷射干粉100份，以及促硬剂5份和水12份，将喷射干粉与水混合后搅拌均匀，并输送至喷涂设备，通过风压将促硬剂输送至上述喷涂设备的喷枪处一起进行均匀喷射，喷射速率为50-80L/min，一次性喷涂厚度为50-100mm，得早强抗冻融喷射材料。
实施例5
先按照质量百分比称取：胶凝材料35％，天然级配中砂40％，石子18％，可再分散乳胶粉6.65％，聚羧酸高效减水剂0.2％，聚丙烯短纤维0.05％和聚合物外加剂0.1％，将上述原料在无重力混合搅拌机混合11min，即得喷射干粉；再按照重量份数称取上述喷射干粉100份，以及促硬剂5份和水14份，将喷射干粉与水混合后搅拌均匀，并输送至喷涂设备，通过风压将促硬剂输送至上述喷涂设备的喷枪处一起进行均匀喷射，喷射速率为50-80L/min，一次性喷涂厚度为50-100mm，得早强抗冻融喷射材料。
效果例1
2018年1月20日，将上述实施例1中的喷射干粉与10％的水搅拌均匀并输送至喷涂设备，再通过风压将5％的促硬剂输送至喷涂设备的喷枪处进行均匀喷射，喷射速率为80L/min，一次性喷涂厚度为100mm，得早强抗冻融喷射材料。按混凝土检验标准检测可知，上述喷射材料7d抗压强度可以达到30MPa以上，28d抗压强度超过50MPa以上，抗渗等级达到P6等级，抗冻融循环达到250次以上，综合性能优异。
效果例2
2018年3月12日，将实施例2中的喷射干粉运送至北京延庆区张山营镇制衡搅拌站赛道按照1:1等比例模拟施工场地，与11％的水搅拌均匀并输送至喷涂设备；再通过风压将4％的促硬剂输送至喷涂设备的喷枪处进行均匀喷射，喷射速率为50L/min，一次性喷涂厚度可达80mm。进一步证明材料性能稳定，施工性能好，喷涂设备泵送过程中具有良好的和易性，喷射到钢筋支架上之后具有自密实、易填充、抗流挂、易抹平和速凝早强效果。另外，由于冬奥会雪车雪橇赛道的施工要求于普通喷涂施工差别大，其表面需精确找平，且误差不超过5mm，要求喷涂料有足够的施工找平时间，目前普通的速凝剂凝结时间过短，不适合此工程的喷射施工，通过采用促硬剂，使喷射料在保证喷涂可操作性的前提下，有3-5h找平施工时间，且一次性喷涂厚度可达到80mm，无需分层喷涂，节省施工时间和人工成本，喷涂施工后的找平和速凝效果均达到施工要求。
对比例1
按照实施例3的配方制备喷射材料，与其不同之处在于促硬剂为氯化钙。经测试与实施例3的早强抗冻融喷射材料相比，上述喷射料的喷涂可操作性差，找平施工时间为7-9h，抗流挂和找平性能差。
对比例2
按照实施例3的配方制备喷射材料，与其不同之处在于促硬剂为氯化镁。经测试与实施例3的早强抗冻融喷射材料相比，上述喷射料的喷涂可操作性差，找平施工时间为8-10h，抗流挂和找平性能差。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (3)

1.用于雪车雪橇赛道的早强抗冻融喷射材料，其特征在于，按照重量份数计包括：喷射干粉100份、促硬剂3-5份和水10-15份，将所述喷射干粉与水混合后搅拌均匀并输送至喷涂设备，通过风压将所述促硬剂输送至上述喷涂设备的喷枪处与上述混合物一起进行均匀喷射得到，且喷射速率为50-80L/min，一次性喷涂厚度为50-100mm；其中：
所述喷射干粉按照质量百分比计包括：胶凝材料25％-35％、天然级配中砂35％-50％、平均粒径为5-8mm的石子15％-20％、可再分散乳胶粉5％-15％、聚羧酸高效减水剂0.1％-0.3％、聚丙烯短纤维0.02％-0.1％和聚合物外加剂0.01％-0.2％，且在无重力混合搅拌机混合8-12min；
所述胶凝材料为由硅酸盐水泥、矿粉和硅粉按质量比30:4:1组成的混合物；
所述天然级配中砂的平均粒径不大于5mm；
所述聚合物外加剂是由木质纤维、甲基羟丙基纤维素醚、淀粉醚和消泡剂按质量比5:3:7:10组成的混合物；
所述促硬剂的主要成分为氧化铝。
2.如权利要求1所述的早强抗冻融喷射材料，其特征在于，所述硅酸盐水泥为425号普通硅酸盐水泥。
3.如权利要求1所述的早强抗冻融喷射材料，其特征在于，所述甲基羟丙基纤维素醚的粘度为400Pa.s。
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