CN108558330A - 一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,由如下质量百分比的原料制成:水泥52.5%~60%、级配骨料35%~40%、粘度改性剂2%~3%、膨胀剂0.02%~4%、早强剂0.03%~0.43%、减水剂0.2%~0.26%、保水剂0.01%~0.03%、消泡剂0.01%~0.02%;所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或多种,水泥的强度等级不低于42.5;所述保水剂为纤维素醚类高分子化合物和生物多糖胶中的一种或多种。本发明的隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料具有较好的流动性和微膨胀性,且能显著改善与混凝土结合强度及与RPC注浆管结合性。

Description

一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料
技术领域
[0001] 本发明属于隧道衬砌拱顶带模注浆材料技术领域,具体涉及一种隧道衬砌拱顶带 模注浆用微膨胀注浆料以及其制备方法。
背景技术
[0002] 隧道工程是道路建设中的重要组成部分。对于已经开通的或新建隧道,由于衬砌 拱顶混凝土施工工艺本身的缺陷,施工人员素质以及施工管理问题,隧道衬砌拱顶脱空已 成为普遍存在的质量通病。根据新奥法理论,初期支护主要承担围岩压力,二次衬砌只承担 一部分压力。当隧道初期支护受力不均时,需要进行衬砌补救。这时,衬砌承受较大的围岩 松散压力,将对围岩和初期支护变形起到主动限制作用,如果隧道衬砌背后存在脱空现象, 将会直接影响隧道的安全性能,从而造成巨大的安全隐患。因此,隧道衬砌背后脱空的处理 与预防是亟待解决的问题。
[0003] 铁路总公司对隧道衬砌脱空等质量通病问题高度重视,工管中心和运输局联合下 发了《关于开展运营铁路隧道衬砌质量专项整治工作的通知》(工管质安电[2012] 134号 文),对已运营的隧道,集中整治衬砌背后空洞、脱空、开裂及衬砌厚度不够等问题,在源头 上解决安全隐患,确保铁路运输安全。为提高铁路隧道衬砌整体质量,有效防治拱顶脱空, 贯彻铁总工程中心《关于印发铁路隧道二次衬砌预防拱顶空洞实施意见的通知》〔[2015] 199号文〕精神,全面施工推广应用拱顶带模注浆工艺。根据《隧道衬砌拱顶带模注浆技术要 求》中对微膨胀注浆料的要求,注浆材料选用普通水泥砂浆很难满足现场技术要求,因此需 要开发出满足现场施工的微膨胀注浆料。
[0004] 传统的回填注浆均是在混凝土强度达到设计强度要求后才开始进行拱顶回填注 浆。这仅是为满足衬砌厚度要求而进行的脱空处理,注入的浆体与衬砌仍然是“两张皮”,浆 体与衬砌混凝土的结合性较差。隧道衬砌空洞一旦形成,后期治理难度较大。
[0005] 隧道拱部衬砌混凝土在灌注过程中,由于栗送压力不足或因拔管过早等原因易造 成拱顶衬砌混凝土出现厚度不足、脱空、开裂等质量缺陷。为提高铁路隧道衬砌质量,防止 运营过程中出现隧道拱顶混凝土掉块现象,中铁十一局京沈京冀客专指挥部成功研发出隧 道拱顶带模注浆施工技术,该技术通过对衬砌台车进行改造,在衬砌台车模板中心线位置 沿台车纵向方向设置一定数量的注浆孔,并安装注浆用固定法兰,预埋活性粉末混凝土 (RPC)注浆管,混凝土浇筑结束后及时从预埋注浆管处进行注浆。该施工技术不仅简化了传 统注浆工艺,而且显著提高了注浆的质量。
[0006] 中国专利CN107935516A中公开了一种用于隧道衬砌拱顶带模注浆的微膨胀注浆 料,主要解决了目前该类注浆料普遍存在的易收缩变形、相容性和结合性不足导致隧道拱 顶出现脱空、开裂等质量缺陷的问题。该微膨胀注浆料由胶凝组分750〜800份,复合级配石 英砂900〜1350份,氧化石墨烯改性矿物掺合料100〜150份,体积稳定性调节剂8〜10份,增 强型减水剂2〜3份加水混合搅拌而成,其水料比为0.16〜0.19。该专利中所述氧化石墨烯 改性矿物掺合料由氧化石墨烯分散在水中,再加入硅灰和粉煤灰搅拌干燥而成。其制备方 法较复杂,成本高。且使用矿物掺合料对使其90min的流动度损失较大。所述体积稳定性调 节剂由混凝土膨胀剂、红砖粉、高吸水树脂SAP按照6:3:1的质量比混合均匀而成。本申请各 实施例提供的用于隧道衬砌拱顶带模注浆的微膨胀注浆料塑性膨胀率为0.6〜1.2%,具有 一定的微膨胀性。但是其抗压、抗折强度以及和混凝土的结合强度都较低,与混凝土结合强 度的富余值不高,很难预估配置的微膨胀注浆料与衬砌混凝土后期的结合性能。
[0007] 中国专利CN107686300A中公开了一种隧道衬砌填充用微膨胀注浆料,由以下重量 份数比的组分制备而成:普通水泥35〜50份,微珠5〜8份,娃灰3〜5份,膨胀剂4〜6份,石英 砂35〜45份,减水剂1〜2份,缓凝剂0.5〜1.5份,保水剂0.1〜0.3份,早强剂0.2〜0.4份,塑 性膨胀剂0.2〜0.3份,可再分散乳胶粉0.1〜0.3份,消泡剂0.1〜0.3份。该注浆料存在以下 几点不足:1、该发明配方成本较为昂贵,不便于施工工程应用;2、配方中含有缓凝剂,不易 控制12h强度,很难保证注浆料12h有力学强度;3、实施例性能指标检测结果中,7d强度较 低,且与混凝土结合强度的富余值不高,很难预估配置的微膨胀注浆料与衬砌混凝土后期 的结合性能;4、实施例性能指标检测结果中,缺少对微膨胀注浆料与RPC注浆管结合性能的 检测。
[0008] 另外现有技术中的膨胀剂一般在注浆料塑性阶段就已经完全膨胀,而在注浆料硬 化后基本无膨胀,所以无法保证注浆料固化后期的膨胀量,后期容易因继续水化收缩形成 裂缝。
发明内容
[0009] 针对以上技术的不足,本发明提供了一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料 及其制备方法,本发明的微膨胀注浆料不仅具有微膨胀、出机流动度高、90min流动度保持 效果好的特点,还具有成本较低、早强、强度高的特点。并且通过选择特定级配的骨料,相对 现有技术,可以显著提高注浆料与与混凝土结合强度及与RPC注浆管的结合性。
[0010]本发明的技术方案如下:由如下质量百分比的原料制成:水泥52.5%〜60%、骨料 35 %〜40 %、粘度改性剂2 %〜3 %、膨胀剂0.02 %〜4 %、早强剂0.03 %〜0.43 %、减水剂 0 · 2 % 〜0 · 26 %、保水剂0 · 01 % 〜0 · 03 %、消泡剂0 · 01 % 〜0 · 02 %。
[0011] 所述级配骨料由如下按质量百分比的石英砂组成:70〜100目石英砂80%〜85%, 100〜200目石英砂15%〜20%。在研究中发明人通过前期大量试验结果发现使用本方案特 定级配的石英砂作为骨料可以大大提高与混凝土结合强度及与RPC注浆管的结合性。
[0012] 所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或多种,水泥的 强度等级不低于42.5;所述保水剂为纤维素醚类高分子化合物和生物多糖胶中的一种或多 种。
[0013] 本发明采用特定级配的石英砂作为骨料搭配特定强度的水泥,通过特定比例的调 配,保证了注浆料的高强度,特定级配的石英砂和粘度改性剂搭配,还可以保证注浆料的匀 质性,使之本身具有较小的收缩率;另外还加入特定量的膨胀剂,使其具有一定的膨胀率; 本发明采用纤维素醚类高分子化合物和/或生物多糖胶作为保水剂,不仅具有良好的保水 性,可以提高其原料的分散性和稳定性,无泌水分离现象,不需要加入缓凝剂就可保证浆料 具有较高的流动度和良好的可栗送性;所述保水剂搭配水泥和特定级配的石英砂,可以使 砂浆更密实,抑制膨胀剂膨胀过程中形成有害的大孔,而增加毛细孔等有益孔的形成,从而 保证其强度高且不收缩不开裂;本发明各原料相互配合还可以改善注浆料与衬砌混凝土及 RPC注浆管的结合性以及其耐老化性能;使用本发明中特定比例和种类的水泥、石英砂、保 水剂,只需要加入少量早强剂即可达到较高的早期强度;本发明使用少量的减水剂即可满 足水料比0.18〜0.20;另外本发明加入少量消泡剂,就可以减少砂浆在搅拌过程中产生的 大量气泡,使其浆体更加致密,力学性能更加优异。
[0014] 与现有技术相比,本发明的注浆料能明显提高其耐冻融老化性能和与衬砌混凝土 及RPC注浆管的结合性,尤其是与混凝土的7d结合强度比具有显著提高。
[0015] 优选地,所述保水剂为羧甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、乙基纤维素醚、黄 原胶和文莱胶中的一种或多种。本方案优选的几种保水剂具有良好的保水性,进一步提高 改善注浆料与衬砌混凝土及RPC注浆管的结合性。
[0016] 优选地,所述保水剂由质量比为10:1的羟乙基甲基纤维素醚和文莱胶组成。本方 案优选的保水剂不仅使注浆料的90min流动度好,搭配少量早强剂还可以进一步提高其7d 强度,并且可以提高后期的膨胀率。
[0017] 优选地,所述粘度改性剂为粉煤灰提取物,其堆积密度多700kg/m3,二氧化硅含量 多50%,三氧化二铝含量多20%。本方案采用特定成分的粉煤灰提取物为粘度改性剂,可以 配合保水剂,使注浆料的流动性大,经时损失小,且可以提高早期强度以及与衬砌混凝土的 结合强度。
[0018] 优选地,所述膨胀剂为偶氮化合物、磺酰肼类化合物、塑性膨胀剂、氧化钙、硫铝酸 钙、氧化镁膨胀剂中的一种或多种。本方案的膨胀剂能够较好的补偿水泥在水化及过程中 的收缩,通过选择不同的膨胀剂和用量,可控制其3h的塑性膨胀率为0.5〜1.5。配制的微膨 胀注浆料可保证3h内有效塑性,便于施工,且保证早期微膨胀,后期体积稳定。
[0019] 更有选地,所述膨胀剂为经过如下步骤处理的改性膨胀剂:
[0020] Sl、将无水乙醇:膨胀剂:硅树脂:卵磷脂以20: 5:1:1的比例加入搅拌机分散均匀 得到混合液:所述膨胀剂的平均粒径小于10微米。
[0021] S2、将混合液使用喷雾干燥仪进行干燥制粒,制得平均粒径为40微米的改性膨胀 剂。
[0022] 本方案膨胀剂改性前可以进行研磨使其达到10微米以下的粒径,然后使用特定比 例的硅树脂和卵磷脂对膨胀剂进行改性,由于硅树脂的吸水性较差而卵磷脂吸水后会产生 凝胶,使用本方案比例的硅树脂和卵磷脂可以对膨胀剂起到较好的包裹作用形成特定粒径 的具有缓释作用的膨胀剂,不仅可以保证前期具有微膨胀率,还可以在后期缓慢释放膨胀 剂,特定粒径的膨胀剂可以保证其包裹效果更佳,保证膨胀剂后期也具有一定微膨胀性,注 浆料后期体积更稳定,减少后期裂缝产生。
[0023] 优选地,所述减水剂为聚羧酸类减水剂,胶砂减水率多25%。本方案的减水剂效果 好,添加量较少,有效降低用水量。
[0024] 优选地,所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。本方案优选的消泡剂和体系相容 性好,较低浓度即具有较好的消泡抑泡效果。
[0025] 优选地,所述早强剂为硫酸钠、甲酸钙中的一种或多种。本方案优选的早强剂在体 系中添加量较少即能够使微膨胀注浆料具有较好的早强效果。
[0026] 优选地,一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,由如下质量百分比的原料 制成:水泥56.42 %、骨料38 %、粘度改性剂2.5 %、膨胀剂2.5 %、早强剂O . 30 %、减水剂 0.25%、保水剂0.02%、消泡剂0.01 % ;所述水泥是由91 %的水泥强度等级为52.5的普通硅 酸盐水泥与9 %的水泥强度等级为42.5的硫铝酸盐水泥按质量百分比复合而成;所述级配 骨料由如下按质量百分比的石英砂组成:70〜100目石英砂80 %〜85 %,100〜200目石英砂 15%〜20%;所述保水剂由质量比为10:1的羟乙基甲基纤维素醚和文莱胶组成;所述膨胀 剂由70%的对羟基偶氮苯与30%的氧化镁按质量百分比复合而成。
[0027] 本发明还提供上述隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料的制备方法,包括如下 步骤:
[0028] SI、按质量比称取各原料;
[0029] S2、将膨胀剂、早强剂、减水剂、保水剂及消泡剂在小型搅拌机中搅拌3〜4分钟,得 到混合物A;
[0030] S3、将水泥和粘度改性剂在小型搅拌机中搅拌3〜4分钟,得到混合物B;
[0031] S4、将分散均匀的混合物A、混合物B以及剩余的砂依次投入混合机,关闭投料口, 搅拌5〜8分钟,搅拌得到微膨胀注浆料。
[0032] 本发明的制备方法简单,原料易得,成本低,采用先轻后重的投料方式,有助于干 混砂浆充分拌匀,提高干混砂浆的使用效果。
[0033] 与现有技术相比,本发明的有益效果在于:(1)特定级配的石英砂作为骨料可以大 大提高与混凝土结合强度及与RPC注浆管的结合性;(2)分散性及流动性好,90min流动度保 持效果好;(3)微膨胀,膨胀率稳定可控,后期膨胀率较大;(4)强度高且早强效果好;(5)耐 冻融性好;⑹制备方法简单,原料易得,成本低。
具体实施方式
[0034] —种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,其特征在于,由如下质量百分比的 原料制成:水泥52.5 %〜60 %、级配骨料35 %〜40 %、粘度改性剂2 %〜3 %、膨胀剂0.02 % 〜4 %、早强剂0 · 03 %〜0 · 43 %、减水剂0 · 2 %〜0 · 26 %、保水剂0 · 01 %〜0 · 03 %、消泡剂 0.01 %〜0.02 % ;所述级配骨料由如下按质量百分比的石英砂组成:70〜100目石英砂80% 〜85%,100〜200目石英砂15%〜20% ;所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硫铝酸 盐水泥中的一种或多种,水泥的强度等级不低于42.5;所述保水剂为纤维素醚类高分子化 合物和生物多糖胶中的一种或多种。
[0035] 优选地,所述水泥是由水泥强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥与水泥强度等级为 42.5的硫铝酸盐水泥按质量百分比复合而成。
[0036] 更有选地,所述水泥是由91 %的水泥强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥与9%的 水泥强度等级为42.5的硫铝酸盐水泥按质量百分比复合而成。
[0037] 优选地,所述保水剂为羧甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、乙基纤维素醚、黄 原胶和文莱胶中的一种或多种。
[0038] 更优选地,所述保水剂由质量比为10:1的羟乙基甲基纤维素醚和文莱胶组成。
[0039] 优选地,所述膨胀剂为偶氮化合物、磺酰肼类化合物、塑性膨胀剂、氧化钙、硫铝酸 钙、氧化镁膨胀剂中的一种或多种。
[0040] 更有选地,所述膨胀剂由0.5〜1.5%的偶氮二甲酸胺、甲苯磺酰肼、亚氨基二乙 腈、对硝基苯四氟硼酸重氮盐、或偶氮二异丁腈与98.5%〜99.5%的氧化镁或氧化钙复合 而成,复合膨胀剂的添加量占注浆料的2〜4%。
[0041] 更优选地,膨胀剂为经过如下步骤处理的改性膨胀剂:
[0042] SI、将无水乙醇:膨胀剂:硅树脂:卵磷脂以20: 5:1:1的比例加入搅拌机分散均匀 得到混合液:所述膨胀剂的平均粒径小于10微米。
[0043] S2、将混合液使用喷雾干燥仪进行干燥制粒,制得平均粒径为40微米的改性膨胀 剂。
[0044] 以下结合实施例对本发明各技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施 例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护 的范围。本领域技术人员依据以下实施方式所作的方法、工艺路线、功能的等效变换或替 代,均属于本发明的保护范围之内。
[0045] 实施例1
[0046] 本实施例的由如下质量百分比的原料制成:水泥55.42%、级配骨料38%、粘度改 性剂2.0 %、膨胀剂4 %、早强剂0.30 %、减水剂0.25 %、保水剂0.02 %、消泡剂0.01 % ;所述 水泥是由91 %的水泥强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥与9 %的水泥强度等级为42.5的硫 铝酸盐水泥按质量百分比复合而成;所述级配骨料由如下按质量百分比的石英砂组成:70 〜100目石英砂82%,100〜200目石英砂18% ;所述保水剂由质量比为10:1的羟乙基甲基纤 维素醚和文莱胶组成;所述膨胀剂由1 %的偶氮二甲酸胺与99 %的氧化镁按质量百分比复 合而成;所述粘度改性剂为粉煤灰提取物,其堆积密度多700kg/m3,二氧化硅含量多50 %, 三氧化二铝含量多20% ;所述减水剂为聚羧酸类减水剂,胶砂减水率多25% ;所述消泡剂为 聚醚改性有机硅消泡剂。
[0047] 所述隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料的制备方法包括如下步骤:
[0048] Sl、按质量比称取各原料;
[0049] S2、将膨胀剂、早强剂、减水剂、保水剂及消泡剂在小型搅拌机中搅拌3〜4分钟,得 到混合物A;
[0050] S3、将水泥和粘度改性剂在小型搅拌机中搅拌3〜4分钟,得到混合物B;
[0051 ] S4、将分散均匀的混合物A、混合物B以及剩余的砂依次投入混合机,关闭投料口, 搅拌5〜8分钟,搅拌得到微膨胀注浆料。
[0052] 使用该注浆料时,按照水料比为0.18进行加水,采用强制式搅拌机进行搅拌,通过 加压注浆栗注入到隧道衬砌和防水板之间的脱空区,有效解决了拱顶脱空难题。
[0053] 参考以下标准中的方法对各个实施例中的注浆料各项性能进测试:
[0054] GB/T 50448《水泥基注浆材料应用技术规范》;GB/T 50080《混凝土拌合物性能试 验方法标准》;GB/T17671《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》;GB/T23440-2009《无机防水堵 漏材料》;科技基[2008] 74号《客运专线铁路CRTS Π型板式无砟轨道普通水泥乳化沥青砂浆 暂行技术条件》;《隧道衬砌拱顶带模注浆技术要求》。
[0055] 实施例2
[0056] 本实施例的一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料水泥54.0%、级配骨料 40 %、粘度改性剂3.0 %、膨胀剂2.5 %、早强剂0.21 %、减水剂0.26 %、保水剂0.01 %、消泡 剂0.02%;所述水泥是强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥;所述级配骨料由如下按质量百 分比的石英砂组成:70〜100目石英砂85%,100〜200目石英砂15% ;所述保水剂为黄原胶; 所述膨胀剂由1%的对甲苯磺酰肼与99%的氧化镁按质量百分比复合而成;所述粘度改性 剂为粉煤灰提取物,其堆积密度多700kg/m3,二氧化硅含量多50 %,三氧化二铝含量多 20% ;所述减水剂为聚羧酸类减水剂,胶砂减水率多25% ;所述消泡剂为聚醚改性有机硅消 泡剂。其制备方法和测试方法同实施例1。
[0057] 实施例3
[0058] 本实施例的一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料水泥60%、级配骨料 35 %、粘度改性剂2.0 %、膨胀剂2.7 %、早强剂0.05 %、减水剂0.20 %、保水剂0.03 %、消泡 剂0.02%;所述水泥是强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥;所述级配骨料由如下按质量百 分比的石英砂组成:70〜100目石英砂80 %,100〜200目石英砂20 % ;所述保水剂为乙基纤 维素醚;所述膨胀剂由1 %的亚氨基二乙腈与99 %的氧化镁按质量百分比复合而成;所述粘 度改性剂为粉煤灰提取物,其堆积密度多700kg/m3,二氧化硅含量多50 %,三氧化二铝含量 多20% ;所述减水剂为聚羧酸类减水剂,胶砂减水率多25% ;所述消泡剂为聚醚改性有机硅 消泡剂。其制备方法和测试方法同实施例1。
[0059] 实施例4
[0060] 与实施例1相比,本实施例的保水剂为文莱胶。其它与实施例1相同。
[0061] 实施例5
[0062] 本实施例的一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料水泥56.69%、级配骨料 40 %、粘度改性剂3.0 %、膨胀剂0.05 %、早强剂0.03 %、减水剂0.20 %、保水剂0.015 %、消 泡剂0.015% ;所述水泥是由96%的水泥强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥与4%的水泥强 度等级为42.5的硫铝酸盐水泥按质量百分比复合而成;级配骨料由85 %的70〜100目石英 砂与15%的100〜200目石英砂按质量百分比复合而成;膨胀剂为偶氮二甲酸胺;早强剂为 甲酸钙;保水剂为黄原胶。所述粘度改性剂为粉煤灰提取物,其堆积密度多700kg/m3,二氧 化硅含量多50 %,三氧化二铝含量多20 % ;所述减水剂为聚羧酸类减水剂,胶砂减水率多 25 % ;所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。按照水料比为0.20进行加水。其它与实施例1 相同。
[0063] 实施例6
[0064] 本实施例的一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料水泥58.3%、级配骨料 39 %、粘度改性剂2.0 %、膨胀剂0.02 %、早强剂0.43 %、减水剂0.22 %、保水剂0.02 %、消泡 剂0.01 % ;所述水泥是由94%的水泥强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥与6%的水泥强度 等级为42.5的硫铝酸盐水泥按质量百分比复合而成;骨料由80%的70〜100目石英砂与 20%的100〜200目石英砂按质量百分比复合而成;膨胀剂为对硝基苯四氟硼酸重氮盐;早 强剂为硫酸钠;保水剂为羧甲基纤维素醚;所述粘度改性剂为粉煤灰提取物,其堆积密度多 700kg/m3,二氧化硅含量多50 %,三氧化二铝含量多20 % ;所述减水剂为聚羧酸类减水剂, 胶砂减水率多25% ;所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。按照水料比为0.20进行加水。其 它与实施例1相同。
[0065] 实施例7
[0066] 本实施例的一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料水泥53.32%、级配骨料 40 %、粘度改性剂2.0 %、膨胀剂4.0 %、早强剂0.40 %、减水剂0.24%、保水剂0.02 %、消泡 剂0.02 % ;所述水泥是等级52.5的硅酸盐水泥;骨料由82 %的70〜100目石英砂与18 %的 100〜200目石英砂按质量百分比复合而成;膨胀剂为由98.5%的氧化钙与1.5%的对硝基 苯四氟硼酸重氮盐按质量百分比复合而成;早强剂为硫酸钠;保水剂为文莱胶;所述粘度改 性剂为粉煤灰提取物,其堆积密度多700kg/m3,二氧化硅含量多50 %,三氧化二铝含量多 20% ;所述减水剂为聚羧酸类减水剂,胶砂减水率多25% ;所述消泡剂为聚醚改性有机硅消 泡剂。按照水料比为〇. 19进行加水。其它与实施例1相同。
[0067] 实施例8
[0068] 本实施例的一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料水泥54.46%、级配骨料 39 %、粘度改性剂3.0 %、膨胀剂3.0 %、早强剂0.25 %、减水剂0.25 %、保水剂0.03 %、消泡 剂0.01 % ;所述水泥是等级52.5的硅酸盐水泥;骨料91 %的70〜100目石英砂与9 %的100〜 200目石英砂按质量百分比复合而成;膨胀剂为由99 %的氧化钙与1 %的偶氮二异丁腈按质 量百分比复合而成;早强剂为硫酸钠;保水剂由质量比为10:1的羟乙基甲基纤维素醚和文 莱胶组成;所述粘度改性剂为粉煤灰提取物,其堆积密度多700kg/m3,二氧化硅含量多 50%,三氧化二铝含量多20 % ;所述减水剂为聚羧酸类减水剂,胶砂减水率多25 % ;所述消 泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。按照水料比为〇. 20进行加水。其它与实施例1相同。
[0069] 实施例9
[0070] 与实施例1相比,本实施例的膨胀剂为经过如下步骤处理的改性膨胀剂:
[0071] S1、将无水乙醇:膨胀剂:硅树脂:卵磷脂以20:5:1:1的比例加入搅拌机分散均匀 得到混合液:所述膨胀剂的平均粒径小于10微米。
[0072] S2、将混合液使用喷雾干燥仪进行干燥制粒,制得平均粒径为40微米的改性膨胀 剂。
[0073] 实施例10
[0074] 与实施例1相比,本实施例的膨胀剂为经过如下步骤处理的改性膨胀剂:
[0075] Sl、将无水乙醇:膨胀剂:硅树脂:卵磷脂以20: 5: 2:1的比例加入搅拌机分散均匀 得到混合液:所述膨胀剂的平均粒径30微米。
[0076] S2、将混合液使用喷雾干燥仪进行干燥制粒,制得平均粒径为80微米的改性膨胀 剂。
[0077] 对比例1
[0078] 与实施例1相比,本对比例的级配骨料由如下按质量百分比的石英砂组成:20〜40 目石英砂20%,40〜70目石英砂50%,70〜100目石英砂30%。其它与实施例1相同。
[0079] 对比例2
[0080] 与实施例1相比,骨料改为40〜70目石英砂,其它与实施例1相同。
[0081] 对比例3
[0082] 与实施例1相比,骨料改为150〜300目石英砂,其它与实施例1相同。
[0083] 对比例4
[0084] 与实施例1相比,本对比例由如下质量百分比的原料制成:水泥48.1 %、级配骨料 38 %、粘度改性剂8 %、膨胀剂5 %、早强剂0.20 %、减水剂0.3 %、保水剂0.3 %、消泡剂 0.1 %。其它与实施例1相同。
[0085] 将实施例1〜10以及对比例1〜4分别进行测试,测试结果如下表1和表2。
[0086] 表1:流动度、分离度、泌水率、膨胀率、抗渗性以及与RPC结合性测试结果。
[0087]
Figure CN108558330AD00101
[0088] 表2:抗压强度、抗折强度、与混凝土结合强度以及250次冻融循环老化后的质量损 失和强度损失率测试结果。
[0089]
Figure CN108558330AD00102
[0090]
Figure CN108558330AD00111
[0091] 由上表1和表2的结果可以看出,相比对比例1〜4而言,本发明的实施例1〜10的注 浆料采用特定的级配骨料可以显著提高注浆料与衬砌混凝土的结合强度,尤其是7d的抗折 结合强度比显著提高,还可以显著改善与RPC注浆管结合性和抗冻融性,且不出现分离和泌 水现象,12h强度高。相比对比例4,在组分配比未落入权利要求1的范围时,性能有一定程度 的下降。另外本发明的注浆料也具有良好的流动度,90min流动度保持效果好,具有微膨胀 性,3h塑性膨胀率为0.5〜1.5。
[0092] 另外还测试了本实施例1和实施例9以及实施例10的24h与3h膨胀率差值,结果表 明稳定可控,结果证明使用实施例9中方法得到的改性的膨胀剂用于注浆料可以使其24h与 3h膨胀率差值维持在0.51 %,而实施例1中注浆料24h与3h膨胀率差值为0.34%,实施例10 注浆料24h与3h膨胀率差值为0.42%,说明使用实施例9中改性方法得到的改性膨胀剂可以 增加注浆料后期膨胀率,可保证注浆料后期体积稳定性,减少后期裂缝产生。
[0093] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点,尽管已经示出和描述了 本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精 神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利 要求及其等同物限定。

Claims (9)

1. 一种隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,其特征在于,由如下质量百分比的原 料制成:水泥52.5%〜60%、级配骨料35%〜40%、粘度改性剂2%〜3%、膨胀剂0.02%〜 4 %、早强剂0 · 03 %〜0· 43 %、减水剂0 · 2 %〜0· 26 %、保水剂0· 01 %〜0· 03 %、消泡剂
0.01 %〜0.02 % ;所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或多 种,水泥的强度等级不低于42.5;所述保水剂为纤维素醚类高分子化合物和生物多糖胶中 的一种或多种。
2. 根据权利要求1所述的隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,其特征在于,所述级 配骨料由如下按质量百分比的石英砂组成:70〜100目石英砂80%〜85%,100〜200目石英 砂 15%〜20%。
3. 根据权利要求1所述的隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,其特征在于,所述保 水剂为羧甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、乙基纤维素醚、黄原胶和文莱胶中的一种或 多种。
4. 根据权利要求3所述的隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,其特征在于,所述保 水剂由质量比为10:1的羟乙基甲基纤维素醚和文莱胶组成。
5. 根据权利要求1到4任一项所述的隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,其特征在 于,其特征在于,所述粘度改性剂为粉煤灰提取物,其堆积密度多700kg/m3,二氧化硅含量 彡50%,三氧化二铝含量多20%。
6. 根据权利要求1到4任一项所述的隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,其特征在 于,所述膨胀剂为偶氮化合物、磺酰肼类化合物、塑性膨胀剂、氧化钙、硫铝酸钙、氧化镁膨 胀剂中的一种或多种。
7. 根据权利要求1到4任一项所述的隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,其特征在 于,所述减水剂为聚羧酸类减水剂,胶砂减水率多25 %。
8. 根据权利要求1到4任一项所述的隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,其特征在 于,所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。
9. 根据权利要求1到4任一项所述的隧道衬砌拱顶带模注浆用微膨胀注浆料,其特征在 于,所述早强剂为硫酸钠、甲酸钙中的一种或多种。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109250987A (zh) * 2018-10-19 2019-01-22 郝鹏飞 一种隧道带模注浆材料
WO2020107862A1 (zh) * 2018-11-29 2020-06-04 长安大学 一种经济型高强快硬注浆材料及软岩隧道的注浆加固方法
CN111574115A (zh) * 2020-04-07 2020-08-25 中铁十二局集团有限公司 带模注浆微膨胀注浆材料及其制备方法
CN111574099A (zh) * 2020-05-08 2020-08-25 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种中空锚杆注浆材料外加剂、制备方法及应用
CN112194430A (zh) * 2020-09-24 2021-01-08 中南大学 植被生态敏感区浅埋暗挖大断面隧道注浆用浆液及应用

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1096015A (zh) * 1994-03-29 1994-12-07 戚积纶 保塌型膨胀剂及其制备方法
CN1874755A (zh) * 2003-10-27 2006-12-06 道康宁公司 局部应用的控释组合物和将活性剂输送到基底的方法
CN101434466A (zh) * 2007-11-12 2009-05-20 王文立 聚合物复合膨胀剂及生产方法
CN102432232A (zh) * 2010-09-29 2012-05-02 深圳泛华工程集团有限公司 一种轻骨料微膨胀抗开裂混凝土
CN102924019A (zh) * 2011-08-11 2013-02-13 北京建筑材料科学研究总院有限公司 一种高强微膨胀灌浆材料及其制备方法
CN104003639A (zh) * 2014-05-09 2014-08-27 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 一种水泥基材料全过程抗缩剂及其制备方法
CN104611481A (zh) * 2015-01-16 2015-05-13 白银普瑞特化工有限公司 一种缓释生皮膨胀剂及制备方法及应用
CN104692690A (zh) * 2015-02-05 2015-06-10 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种水泥混凝土用改性氧化钙类膨胀剂
CN106830856A (zh) * 2017-02-13 2017-06-13 武汉源锦建材科技有限公司 一种无收缩钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法
CN107686314A (zh) * 2017-07-20 2018-02-13 无为县严桥双龙建材厂(普通合伙) 一种装配式建筑钢筋连接套筒用灌浆料
CN107686300A (zh) * 2017-07-24 2018-02-13 攀枝花市吉源科技有限责任公司 一种隧道衬砌填充用微膨胀注浆料
CN107935516A (zh) * 2017-11-17 2018-04-20 武汉理工大学 一种用于隧道衬砌拱顶带模注浆的微膨胀注浆料

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1096015A (zh) * 1994-03-29 1994-12-07 戚积纶 保塌型膨胀剂及其制备方法
CN1874755A (zh) * 2003-10-27 2006-12-06 道康宁公司 局部应用的控释组合物和将活性剂输送到基底的方法
CN101434466A (zh) * 2007-11-12 2009-05-20 王文立 聚合物复合膨胀剂及生产方法
CN102432232A (zh) * 2010-09-29 2012-05-02 深圳泛华工程集团有限公司 一种轻骨料微膨胀抗开裂混凝土
CN102924019A (zh) * 2011-08-11 2013-02-13 北京建筑材料科学研究总院有限公司 一种高强微膨胀灌浆材料及其制备方法
CN104003639A (zh) * 2014-05-09 2014-08-27 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 一种水泥基材料全过程抗缩剂及其制备方法
CN104611481A (zh) * 2015-01-16 2015-05-13 白银普瑞特化工有限公司 一种缓释生皮膨胀剂及制备方法及应用
CN104692690A (zh) * 2015-02-05 2015-06-10 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种水泥混凝土用改性氧化钙类膨胀剂
CN106830856A (zh) * 2017-02-13 2017-06-13 武汉源锦建材科技有限公司 一种无收缩钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法
CN107686314A (zh) * 2017-07-20 2018-02-13 无为县严桥双龙建材厂(普通合伙) 一种装配式建筑钢筋连接套筒用灌浆料
CN107686300A (zh) * 2017-07-24 2018-02-13 攀枝花市吉源科技有限责任公司 一种隧道衬砌填充用微膨胀注浆料
CN107935516A (zh) * 2017-11-17 2018-04-20 武汉理工大学 一种用于隧道衬砌拱顶带模注浆的微膨胀注浆料

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109250987A (zh) * 2018-10-19 2019-01-22 郝鹏飞 一种隧道带模注浆材料
WO2020107862A1 (zh) * 2018-11-29 2020-06-04 长安大学 一种经济型高强快硬注浆材料及软岩隧道的注浆加固方法
CN111574115A (zh) * 2020-04-07 2020-08-25 中铁十二局集团有限公司 带模注浆微膨胀注浆材料及其制备方法
CN111574099A (zh) * 2020-05-08 2020-08-25 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种中空锚杆注浆材料外加剂、制备方法及应用
CN112194430A (zh) * 2020-09-24 2021-01-08 中南大学 植被生态敏感区浅埋暗挖大断面隧道注浆用浆液及应用

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