CN109942239B

CN109942239B - 特种喷射混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN109942239B
Application number: CN201910326667.3A
Authority: CN
Inventors: 李建国; 李贵明; 李永刚
Original assignee: Shanxi Hongxinkai Building Materials Co ltd
Current assignee: Shanxi Hongxinkai Building Materials Co ltd
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2021-09-03
Anticipated expiration: 2039-04-23
Also published as: CN109942239A

Abstract

本发明公开了一种特种喷射混凝土及其制备方法，所述特种喷射混凝土包括下述重量份的原料：水泥260－270份、粉煤灰30－40份、机制砂660－670份、可再分散乳胶粉10－12份、高效早强减水剂10－12份、速凝剂18－20份、十二烷基苯磺酸钠2－6份。本发明的有益效果为：本发明所述特种喷射混凝土的各原料有机地混合在一起，更好地提高了所述特种喷射混凝土的工作性，使所述特种喷射混凝土工作时不泌水、不离折、和易性、粘结性较好。由于所述特种喷射混凝土颗粒之间的粘聚力增加，使原料颗粒能及时吸附在喷射面上，且进而大大降低了所述特种喷射混凝土的回弹率，由传统的30％－50％降低到10％以下；且本发明所述特种喷射混凝土的早期抗压强度比较大，初凝及终凝时间短。

Description

特种喷射混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及喷射混凝土技术领域，具体涉及一种特种喷射混凝土及其制备方法。

背景技术

喷射混凝土是用压力喷枪喷涂灌筑细石混凝土的施工法，常用于灌注隧道内衬、墙壁、天棚等薄壁结构或其他结构的衬里以及钢结构的保护层，喷射混凝土是将预先配好的水泥、砂、石子、水和一定数量的外加剂装入喷射机，利用高压空气将其送道喷头和速凝剂混合后，以很高的速度喷向岩石或混凝土表面而形成。

在矿井支护、隧道、大坝等工程中，混凝土的施工难度剧增，并时刻面临着安全风险，喷射混凝土因对现场适应性强，施工速度快等优良性能而得到广泛的应用。但是现有技术中的喷射混凝土施工过程中，常常出现浇筑好的混凝土强度低、回弹率大，在终凝前自行脱落，不得不进行二次浇筑的情况，即影响质量、浪费材料又耽误工程进度，因而急需研制出一种喷射混凝土，用于改善喷射混凝土的强度低、回弹率大、耐腐性差等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种可解决特种喷射混凝土强度低、回弹率大、耐腐性差问题的特种喷射混凝土及其制备方法。

一种特种喷射混凝土，包括下述重量份的原料：水泥260－270份、粉煤灰30－40份、机制砂660－670份、可再分散乳胶粉10－12份、高效早强减水剂10－12份、速凝剂18－20份、十二烷基苯磺酸钠2－6份。

进一步地，所述特种喷射混凝土，包括下述重量份的原料：水泥265份、粉煤灰35份、机制砂665份、可再分散乳胶粉11份、高效早强减水剂11份、速凝剂19份、十二烷基苯磺酸钠4份。

进一步地，所述机制砂为石灰石质机制砂或石灰岩机制砂。

进一步地，所述机制砂中石粉含量为0.5％－2.8％。

进一步地，所述高效早强减水剂由有机酸盐、羟基羧酸盐和无机酸盐组成。

进一步地，所述速凝剂包括氟化钠、硫氰酸盐、有机醇胺和矿物添加剂。

水泥为粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并把砂、石等材料牢固地胶结在一起。用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀，长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、三氧化二铁、氧化钙等。在混凝土中掺加粉煤灰可以节约大量的水泥和细骨料，减少了用水量，改善了混凝土拌和物的和易性，增强了混凝土的可泵性，减少了混凝土的徐变，减少了混凝土的水化热，热能膨胀性，提高了混凝土的抗渗能力，增加了混凝土的修饰性。

机制砂是指通过制砂机和其它附属设备加工而成的砂子，成品更加规则，可以根据不同工艺要求加工成不同规则和大小的砂子。

可再分散乳胶粉为水溶性可再分散粉末，与水接触后可以很快再分散成乳液，由于可再分散乳胶粉具有高粘结能力和独特的性能，如：抗水性、施工性及隔热性等，适用范围很广泛。

高效早强减水剂的早强、减少、增强作用显著，属自然养护型产品，可提高混凝土工程和制品的早期强度，又可节约水泥，对于一般塑料性混凝土掺加2％的该早强减水剂，可减少拌和用水20％以上，且掺入本产品以后，混凝土的各种物理性能均有良好的改善。

速凝剂掺入混凝土中能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂，是喷洒混凝土施工法中不可缺少的添加剂，能使混凝土在很短的时间内形成足够的强度，以保证特殊施工的要求。

十二烷基苯磺酸钠是常用的阴离子型表面活性剂。

所述特种喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(1)将水泥、粉煤灰和机制砂混合搅拌均匀，得基础料；

(2)将可再分散乳胶粉、高效早强减水剂、速凝剂和十二烷基苯磺酸钠混合搅拌均匀，得外添加剂；

(3)将基础料与外添加剂混合搅拌均匀，得所述特种喷射混凝土。

进一步地，步骤(1)中，所述混合搅拌的速度为100－300r/min，混合搅拌的时间为30－45min。

进一步地，步骤(2)中，混合搅拌的速度为40－60r/min，混合搅拌的时间为10－20min。

进一步地，步骤(3)中，混合搅拌的速度为80－100r/min，混合搅拌的时间为20－30min。

本发明的有益效果为：本发明所述特种喷射混凝土的各原料有机地混合在一起，更好地提高了所述特种喷射混凝土的工作性，使所述特种喷射混凝土工作时不泌水、不离折、和易性、粘结性较好。由于所述特种喷射混凝土颗粒之间的粘聚力增加，使原料颗粒能及时吸附在喷射面上，且进而大大降低了所述特种喷射混凝土的回弹率，由传统的30％－50％降低到10％以下；且本发明所述特种喷射混凝土的早期抗压强度比较大，初凝时间短。

具体实施方式

实施例一

一种特种喷射混凝土，包括下述重量份的原料：水泥260kg、粉煤灰30kg、机制砂660kg、可再分散乳胶粉10kg、高效早强减水剂10kg、速凝剂18kg、十二烷基苯磺酸钠2kg。

所述特种喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(1)将水泥、粉煤灰和机制砂混合搅拌均匀，得基础料；

实施例二

一种特种喷射混凝土，包括下述重量份的原料：水泥265kg、粉煤灰35kg、石粉含量为0.5％的石灰石质机制砂665kg、可再分散乳胶粉11kg、高效早强减水剂11kg、速凝剂19kg、十二烷基苯磺酸钠4kg；

所述高效早强减水剂由有机酸盐、羟基羧酸盐和无机酸盐组成；

所述速凝剂包括氟化钠、硫氰酸盐、有机醇胺和矿物添加剂。

所述特种喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(1)将水泥、粉煤灰和机制砂在搅拌速度为100r/min的条件下搅拌30min，混合搅拌均匀，得基础料；

(2)将可再分散乳胶粉、高效早强减水剂、速凝剂和十二烷基苯磺酸钠在搅拌速度为40r/min的条件下搅拌10min，混合搅拌均匀，得外添加剂；

(3)将基础料与外添加剂在搅拌速度为80r/min的条件下搅拌20min，混合搅拌均匀，得所述特种喷射混凝土。

实施例三

一种特种喷射混凝土，包括下述重量份的原料：水泥266kg、粉煤灰36kg、石粉含量为1％的石灰岩机制砂666kg、可再分散乳胶粉11kg、高效早强减水剂11kg、速凝剂19kg、十二烷基苯磺酸钠5kg；

所述特种喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(1)将水泥、粉煤灰和机制砂在搅拌速度为200r/min的条件下搅拌40min，混合搅拌均匀，得基础料；

(2)将可再分散乳胶粉、高效早强减水剂、速凝剂和十二烷基苯磺酸钠在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌15min，混合搅拌均匀，得外添加剂；

(3)将基础料与外添加剂在搅拌速度为90r/min的条件下搅拌25min，混合搅拌均匀，得所述特种喷射混凝土。

实施例四

一种特种喷射混凝土，包括下述重量份的原料：水泥270kg、粉煤灰40kg、石粉含量为2.8％的石灰石质机制砂670kg、可再分散乳胶粉12kg、高效早强减水剂12kg、速凝剂20kg、十二烷基苯磺酸钠6kg；

所述特种喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(1)将水泥、粉煤灰和机制砂在搅拌速度为300r/min的条件下搅拌45min，混合搅拌均匀，得基础料；

(2)将可再分散乳胶粉、高效早强减水剂、速凝剂和十二烷基苯磺酸钠在搅拌速度为60r/min的条件下搅拌20min，混合搅拌均匀，得外添加剂；

(3)将基础料与外添加剂在搅拌速度为100r/min的条件下搅拌30min，混合搅拌均匀，得所述特种喷射混凝土。

对比例1

一种特种喷射混凝土，包括下述重量份的原料：水泥266kg、粉煤灰36kg、石粉含量为1％的石灰岩机制砂666kg、高效早强减水剂11kg、速凝剂19kg、十二烷基苯磺酸钠5kg；

所述特种喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(2)将高效早强减水剂、速凝剂和十二烷基苯磺酸钠在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌15min，混合搅拌均匀，得外添加剂；

对比例2

一种特种喷射混凝土，包括下述重量份的原料：水泥266kg、粉煤灰36kg、石粉含量为1％的石灰岩机制砂666kg、可再分散乳胶粉11kg、高效早强减水剂11kg、速凝剂19kg；

所述特种喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(2)将可再分散乳胶粉、高效早强减水剂、速凝剂在搅拌速度为50r/min的条件下搅拌15min，混合搅拌均匀，得外添加剂；

对实施例1－4、对比例1－2所述特种喷射混凝土的性能进行测试研究：

其评价指标及检测方法如下：

抗压强度：喷射混凝土在施工的同时，将混凝土喷射在按照GB/T50010“混凝土结构设计规范”中制成标准试块的模具内，在第3天、第28天时测其抗压强度；

初凝时间：喷射混凝土在施工的同时，将混凝土喷射在盛浆杯内，从混凝土喷射在盛浆杯内开始计时，直至300g的钢针自由降落刚好不能贯通到底所经过的时间；

终凝时间：喷射混凝土在施工的同时，将混凝土喷射在盛浆杯内，从混凝土喷射在盛浆杯内开始计时，直至300g钢针自由降落刚好不能贯入混凝土表面所经过的时间；

回弹率：测量喷嘴距离喷射面1m处的回弹率；

上述混凝土性能的测试结果，如表1所示：

表1

项目	3天抗压强度	28天抗压强度	初凝时间	终凝时间	回弹率
						实施例1	23.6MPa	52.5MPa	0.9min	3.1min	6.9％
实施例2	24.3MPa	53.9MPa	1.0min	2.8min	6.9％
						实施例3	23.8MPa	53.6MPa	1.1min	2.7min	7.0％
实施例4	24.6MPa	54.1MPa	1.2min	3.0min	7.1％
						对比例1	9.5MPa	23.1MPa	2.4min	4.9min	14％
对比例2	10.3MPa	25.3MPa	2.6min	4.8min	15％

从表1可以看出本发明所述特种喷射混凝土的早期强度高(3天强度＞23MPa)，可尽早的为支护结构提供强度，有利于提高施工效率；可在2分钟内达到初凝，且回弹率比较低。

对比例1为不加可再分散乳胶粉的特种喷射混凝土，从表1可以看出：添加剂中少了可再分散乳胶粉，特种喷射混凝土的性能均受到了影响，其早期抗压强度降低(由3天＞23MPa降到3天强度＜10MPa)，导致早期的支护结构降低，进而其回弹率也跟着降低，此外，在所述特种喷射混凝土中不加可再分散乳胶粉，其初凝时间也相应的延长。

对比例2为不加十二烷基苯磺酸钠的特种喷射混凝土，从表1可以看出，添加剂中少了十二烷基苯磺酸钠，特种喷射混凝土的性能均受到了影响，其早期抗压强度降低(由3天＞23MPa降到3天强度＜11MPa)，导致早期的支护结构降低，进而其回弹率也跟着降低，此外，在所述特种喷射混凝土中不加十二烷基苯磺酸钠，其初凝时间也相应的延长。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其细节上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种特种喷射混凝土，其特征在于，包括下述重量份的原料：水泥260－270份、粉煤灰30－40份、机制砂660－670份、可再分散乳胶粉10－12份、高效早强减水剂10－12份、速凝剂18－20份、十二烷基苯磺酸钠2－6份；

所述速凝剂包括氟化钠、硫氰酸盐、有机醇胺和矿物添加剂；

所述机制砂为石灰石质机制砂或石灰岩机制砂。

2.根据权利要求1所述一种特种喷射混凝土，其特征在于，包括下述重量份的原料：水泥265份、粉煤灰35份、机制砂665份、可再分散乳胶粉11份、高效早强减水剂11份、速凝剂19份、十二烷基苯磺酸钠4份。

3.根据权利要求1所述一种特种喷射混凝土，其特征在于，所述机制砂中石粉含量为0.5％－2.8％。

4.权利要求1－3之一所述特种喷射混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将水泥、粉煤灰和机制砂混合搅拌均匀，得基础料；

5.根据权利要求4所述特种喷射混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合搅拌的速度为100－300r/min，混合搅拌的时间为30－45min。

6.根据权利要求4所述特种喷射混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，混合搅拌的速度为40－60r/min，混合搅拌的时间为10－20min。

7.根据权利要求4所述特种喷射混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，混合搅拌的速度为80－100r/min，混合搅拌的时间为20－30min。