CN110171951A - 一种高性能微膨胀注浆结合料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隧道衬砌混凝土浇筑后带模注浆所用的一种高性能微膨胀注浆结合料，属于建筑材料技术领域，适用于高速铁路、公路的隧道施工。本发明的目的是制备一种隧道带模注浆时所用的微膨胀注浆结合料，此注浆料克服了传统水泥浆强度增长缓慢、与混凝土粘结强度低、容易分层泌水等缺点，此发明注浆料具有超流态自流平、固定的水料比、塑化阶段微膨胀等优点，对衬砌出现的环向施工缝能够及时修复、填充拱顶脱空，对隧道衬砌质量的保护具有重大作用。通过本发明的微膨胀注浆结合料，该发明材料组成简单，生产方便，现场直接加水即可使用，具有流动度400mm，分离度0,28d抗压强度实际接近80MPa，微膨胀0.5%，抗渗性大于1.5MPa，与混凝土结合强度112%，浆体与混凝土结合完全，衬砌结构整体性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道衬砌混凝土浇筑后带模注浆所用的一种高性能微膨胀注浆结合料，属于建筑材料技术领域，适用于高速铁路、公路的隧道施工。
背景技术
目前隧道施工过程中衬砌质量问题比较突出，主要是部分隧道二衬拱部脱空；防排水系统施工质量较差导致渗漏水；浇筑振捣不规范导致混凝土强度不满足设计要求；仰拱厚度、强度不达标，仰供与填充一次浇筑等。个别开通运营隧道因施工质量缺陷造成拱顶掉块、渗漏水严重，危及列车运行安全。存在上述问题的主要原因是部分施工单位工装工艺陈旧落后，难以满足现行质量标准，因此抓紧解决隧道衬砌突出质量问题非常紧迫和重要。中国铁路总公司工程管理中心【2016】233号文件明确指出要推广铁路隧道衬砌施工成套技术，保证铁路隧道运营安全。
经过长时间探索和实践，摸索出隧道衬砌施工成套技术的工装工艺，配套作业指导书和工艺细则。该技术的作用在提高作业效率、减轻作业人员劳动强度、降低施工成本、保证工程质量方面取得显著成效、具有工装加工简单、工艺操作简便、供需简明合理、工效显著提升的特点，对解决隧道衬砌质量顽疾有很强的针对性、适用性、有效性。争取此项技术在铁路工程建设项目中进行推广，提高铁路隧道施工工装工艺技术水平，实现以工装工艺保证工程质量的目标。
铁路隧道衬砌施工成套技术中的关键技术就在于填充所用的微膨胀注浆结合料的质量，为此，我公司开发出一种隧道带模注浆用高性能微膨胀注浆结合料，经过检验该产品各项指标满足《隧道带模注浆暂行要求》中对微膨胀注浆料的要求，并且在郑万高铁、蒙华铁路等项目得到应用。具体指标如下：流动度400mm，分离度0, 28d抗压强度大于50MPa，微膨胀0.5%，抗渗性大于1.5MPa，与混凝土结合强度112%。
发明内容
本发明的目的是制备一种隧道带模注浆时所用的微膨胀注浆结合料，此注浆料克服了传统水泥浆强度增长缓慢、与混凝土粘结强度低、容易分层泌水等缺点，此发明注浆料具有超流态自流平、固定的水料比、塑化阶段微膨胀等优点，对衬砌出现的环向施工缝能够及时修复、填充拱顶脱空，对隧道衬砌质量的保护具有重大作用。
本发明提供的一种高性能微膨胀注浆结合料，其特征在于其由以下重量份数比的组分制备而成：
高贝利特硫铝酸盐水泥 35~45份
重钙 5~8份，
矿物掺合料 3~5份，
流变防腐剂 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，
减缩剂 0.2~0.3份，
触变润滑剂 0.1~0.2
可再分散乳胶粉 0.1~0.3份，
消泡剂 0.1~0.2份，
憎水剂 0.1~0.2份
作为优选，所述高贝利特硫铝酸盐水泥为唐山北极熊建材有限公司生产的42.5抗裂快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥。
作为优选，所述重钙细度为1250目的碳酸钙超细粉末
作为优选，所述矿物掺合料为一级粉煤灰、S95级矿粉、硅灰中的一种或者一种以上的混合物
作为优选，所述流变防腐剂为深圳道特科技有限公司生产的一种平均粒径≤1.0μm的微珠粉。
作为优选，所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂
作为优选，所述石英砂比例如下：
40~70目 60%，
70~100目 40%。
作为优选，所述减水剂为聚羧酸粉体减水剂。
作为优选，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、硼酸、酒石酸、柠檬酸中的一种或几种
作为优选，所述保水剂为羟丙基甲基纤维素，粘度范围为350~480Pa .s。
作为优选，所述早强剂为碳酸锂、甲酸钙、硫酸锂中的一种或一种以上的混合物。
作为优选，所述减缩剂为赢创特种化学有限公司生产的SITREN PSR105高效粉剂减缩剂
作为优选，所述可再分散乳胶粉为德国瓦克公司生产的8031H、4115N、5010N中的一种或几种的混合物
作为优选，所述触变润滑剂为赢创特种化学有限公司生产的Surfynol 500s粉末动态润湿剂
作为优选，所述消泡剂为聚醚类消泡剂。
作为优选，所述憎水剂为赢创特种化学有限公司生产的SITRENP750一种硅氧烷的粉末高效憎水剂。
本发明的积极效果如下：
高贝利特硫铝酸盐水泥具有较高的早期强度和低的水化热，解决了注浆料早期强度低的问题；重钙粉、矿物掺合料、流变防腐剂三种材料细度不同，起到了紧密堆积的效果，最大限度释放自由水，在低水胶比（0.18~0.20）情况下可以改善浆体的粘度，提高浆体的流动性，并且可以参与后期的水化反应；膨胀剂和减缩剂复合使用解决了注浆结合料前期和后期收缩的问题；聚羧酸减水剂保证了浆体在低水胶比情况下具有流动性；可再分散乳胶粉可以提高浆体的柔韧度，增加浆体和衬砌的粘结力，有效保证注浆料和衬砌结合为一个整体；早强剂和缓凝剂复合使用，保证了浆体具有足够长时间的工作性能前提下强度同步快速增长；触变润滑剂增加浆体的润滑度，在较低压力下就可以顺利灌入；消泡剂去除浆体中的气泡，增加浆体的密实度，同时复合憎水剂提高注浆料的透水性，使得在防水板和衬砌之间形成一道密实防水层，使得隧道透水概率大大降低，整体提高隧道衬砌质量。本发明的优点在于：在一定水料比（0.18~0.20）情况下，高贝利特硫铝酸盐水泥的适量添加保证了微膨胀注浆结合料在12h时具有一定的力学强度，同时由于高贝利特硫铝酸盐水泥放热量低，前期塑化阶段具有较高的流动度保持系，同时与普通硅酸盐水泥适应性强，组成的二元体系与现浇筑的混凝土容易结合为一个整体，具有较高的耐久性，同时通过本发明的微膨胀注浆结合料，该发明材料组成简单，生产方便，现场直接加水即可使用，具有流动度400mm，分离度0, 28d抗压强度实际接近80MPa，微膨胀0.5%，抗渗性大于1.5MPa，与混凝土结合强度112%，浆体与混凝土结合完全，衬砌结构整体性好。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围
实施例1 一种高性能微膨胀注浆结合配比如下
高贝利特硫铝酸盐水泥 35份
重钙 5份，
矿物掺合料 3份，
流变防腐剂 3份
膨胀剂 6份，
石英砂 45份，
减水剂 1份，
缓凝剂 0.5份，
保水剂 0.1份，
早强剂 0.2份，
减缩剂 0.2份，
触变润滑剂 0.2份
可再分散乳胶粉 0.3份，
消泡剂 0.2份，
憎水剂 0.1份
实施例2 一种高性能微膨胀注浆结合配比如下
高贝利特硫铝酸盐水泥 38份
重钙 8份，
矿物掺合料 4份，
流变防腐剂 5份
膨胀剂 6份，
石英砂 35份，
减水剂 2份，
缓凝剂 0.5份，
保水剂 0.3份，
早强剂 0.4份，
减缩剂 0.3份，
触变润滑剂 0.1份
可再分散乳胶粉 0.1份，
消泡剂 0.1份，
憎水剂 0.2份
实施例3 一种高性能微膨胀注浆结合配比如下
高贝利特硫铝酸盐水泥 45份
重钙 5份，
矿物掺合料 4份，
流变防腐剂 3份
膨胀剂 4份，
石英砂 35份，
减水剂 1.5份，
缓凝剂 1.5份，
保水剂 0.2份，
早强剂 0.4份，
减缩剂 0.3份，
触变润滑剂 0.1份
可再分散乳胶粉 0.3份，
消泡剂 0.2份，
憎水剂 0.2份
依据《隧道带模注浆暂行要求》所述试验方法，采用0.18水料比测得各个实施例结合料技术性能如下表：
从上表可以看出本发明产品三个实施例均满足《隧道带模注浆暂行要求》中对注浆结合料的要求
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种高性能微膨胀注浆结合料，其特征在于其由以下重量份数比的组分制备而成：
高贝利特硫铝酸盐水泥 35~45份
重钙 5~8份，
矿物掺合料 3~5份，
流变防腐剂 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，
减缩剂 0.2~0.3份，
触变润滑剂 0.1~0.2
可再分散乳胶粉 0.1~0.3份，
消泡剂 0.1~0.2份，
憎水剂 0.1~0.2份。
2.根据权利要求1所述高性能微膨胀注浆结合料，其特征在于所述高贝利特硫铝酸盐水泥为唐山北极熊建材有限公司生产的42.5抗裂快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥，
所述重钙细度为1250目的碳酸钙超细粉末，所述矿物掺合料为一级粉煤灰、S95级矿粉、硅灰中的一种或者一种以上的混合物；
所述流变防腐剂为深圳道特科技有限公司生产的一种平均粒径≤1.0μm的微珠粉；
所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂；
所述减水剂为聚羧酸粉体减水剂。
3.根据权利要求2所述高性能微膨胀注浆结合料，其特征在于石英砂由如下重量份数比组成：
40~70目 60%，
70~100目 40%。
4.根据权利要求3所述高性能微膨胀注浆结合料，其特征在于所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、硼酸、酒石酸、柠檬酸中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述高性能微膨胀注浆结合料，其特征在于所述保水剂为羟丙基甲基纤维素，粘度范围为350~480Pa .s。
6.根据权利要求5所述高性能微膨胀注浆结合料，其特征在于所述早强剂为碳酸锂、甲酸钙、硫酸锂中的一种或一种以上的混合物。
7.根据权利要求6所述高性能微膨胀注浆结合料，其特征在于所述减缩剂为赢创特种化学有限公司生产的SITREN PSR105高效粉剂减缩剂。
8.根据权利要求7所述高性能微膨胀注浆结合料，其特征在于所述可再分散乳胶粉为德国瓦克公司生产的8031H、4115N、5010N中的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求8所述高性能微膨胀注浆结合料，其特征在于所述触变润滑剂为赢创特种化学有限公司生产的Surfynol 500s粉末动态润湿剂。
10.根据权利要求9所述高性能微膨胀注浆结合料，其特征在于所述消泡剂为聚醚类消泡剂，
所述憎水剂为赢创特种化学有限公司生产的SITRENP750一种硅氧烷的粉末高效憎水剂。
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