CN112174632A - 一种喷射混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种喷射混凝土及其制备方法；一种喷射混凝土，由包含以下重量份的原料制成：水泥、砂、石子、水、外加剂、添加剂、贝壳粉、硅藻土、硅酸钠、复合纤维；其制备方法为：将水泥、砂、石子搅拌，添加部分水、外加剂继续搅拌得混合料；剩余水和硅酸钠混合后得硅酸钠水溶液；将贝壳粉和硅藻土置于酸钠水溶液中浸泡得搅拌液；将复合纤维、搅拌液置于混合料中搅拌得拌合料；将拌和料和添加剂装入喷射机混合后喷出，制得喷射混凝凝土；具有改善较多车辆在隧道中行驶产生大量噪音和混响的优点。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一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方法，喷射混凝土常用于灌筑隧道内衬、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。
当喷射混凝土喷射在隧道内衬作为支护时，由于隧道较长，空间较为密闭，较多车辆在隧道行驶过程中会产生大量噪音和混响，从而产生环境噪音污染。
发明内容
为了改善较多车辆在隧道中行驶产生大量噪音和混响的问题，本申请提供一种喷射混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种喷射混凝土，采用如下的技术方案：
一种喷射混凝土，所述喷射混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥400-450份、砂840-900份、石子800-900份、水200-300份、外加剂6-10份、添加剂15-25份、贝壳粉3-10份、硅藻土2-7份、硅酸钠10-15份、复合纤维15-25份。
通过采用上述技术方案，利用水泥、石子和砂相配合制得喷射混凝土，贝壳粉、硅藻土和复合纤维相配合，使得喷射混凝土具有良好的吸收噪音的性能，车辆噪音与贝壳粉和硅藻土相接触，利用贝壳粉、硅藻土相连通的多孔结构以及复合纤维的高弹性、高韧性使得噪音经过多次反射后，大量消耗自身的能量，从而使得噪音减弱；并且贝壳粉、硅藻土和复合纤维相配合对喷射混凝土的填充效果使得喷射混凝土表面较为粗糙，粗糙的表面能够将声音反射出不同的角度，从而避免回声和混响现象的发生，从而缓解环境的噪声污染。
硅酸钠溶于水后制得硅酸钠水溶液，硅酸钠水溶液、贝壳粉以及硅藻土相配合，使得硅酸钠水溶液进入贝壳粉和硅藻土的多孔结构中，进行填充，提高硅藻土和贝壳粉的强度，避免喷射混凝土在喷射过程中贝壳粉和硅藻土在高压情况下产生形变，影响其吸收噪音的性能。
硅酸钠水溶液、贝壳粉、硅藻土和复合纤维相配合，利用硅酸钠水溶液较高的粘性，使得贝壳粉、硅藻土能够粘结在复合纤维表面，噪音首先与贝壳粉和硅藻土相接触，利用贝壳粉和硅藻土的吸收反射性能初步达到降低噪音的效果，反射过程中，能量冲击力较大，利用复合纤维的缓冲性能使得能够量被进一步消耗，从而大幅度降低噪音，使得隧道内噪音有所缓解，减轻噪音污染。
优选的，所述复合纤维由重量比为2:2:1的矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维组成。
通过采用上述技术方案，矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维相配合，使得喷射混凝土具有良好的减轻噪音、隔音的效果，矿渣棉为松散多孔结构，矿渣棉配合贝壳粉和硅藻土通过多孔结构吸收噪音,达到降低噪音的目的；聚丙烯腈纤维和玄武岩纤维通过弹性缓冲的原理减轻隧道中较多车辆产生的噪音。
玄武岩纤维、聚丙烯腈纤维和硅酸钠相配合，使得喷射混凝土具有较高的强度，以玄武岩纤维为基底，利用聚丙烯腈纤维的高度螺旋形结构缠绕包覆在玄武岩纤维外表面，增大玄武岩纤维与喷射混凝土的接触面积，配合硅酸钠使得玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维紧密的连结在喷射混凝土内部，避免喷射混凝土由于外部压力过高或者环境因素使得喷射混凝土内部产生裂缝，从而保证喷射混凝土具有较高的强度。
优选的，所述喷射混凝土还包括如下重量份的原料：铜锰氧化物1-5份、吊兰提取物1-5份。
通过采用上述技术方案，由于隧道长度较长，空间较为密闭，并与外界空气的流通性较差，则车辆产生的汽车尾气便容易留在隧道内部，当人们在隧道中打开车窗时，便容易吸入大量CO，从而影响人们身体健康。
利用铜锰氧化物、吊兰提取物和复合纤维相配合，使得铜锰氧化物和吊兰提取物位于复合纤维表面，利用吊兰提取物与CO的吸引作用，使得CO被吸引到复合纤维表面，利用铜锰氧化物对CO进行催化氧化生成CO2，从而避免隧道内部留有大量的CO，影响人体健康。
贝壳粉和吊兰提取物相配合具有良好的抗菌、抑菌效果，贝壳粉包覆在细菌细胞外表面，由于细胞对外界环境营养物质的需求使得部分贝壳粉渗透到细菌的细胞内部，吸附细胞内带有负电的细胞质，打开细菌的细胞表面的通道，使得吊兰提取物中的小分子黄酮类物质同时进入细菌的细胞内部，扰乱细胞膜表面的电荷情况，使得细菌细胞失活，从而达到杀菌的目的；避免复合纤维填充混凝土的孔隙留有细菌，从而避免细菌在混凝土孔隙与外界环境中的氧气和水分相接触使得细菌生长繁殖，最终避免混凝土被孔隙中的细菌腐蚀。
优选的，所述外加剂为YH-3聚羧酸减水剂。
通过采用上述技术方案，YH-3聚羧酸减水剂的添加有益于改进混凝土拌合物的粘接性；YH-3聚羧酸减水剂、贝壳粉和硅藻土相配合，加快混凝土多余的拌合水流出速度，从而有效地增加混凝土拌合物的流动性；YH-3聚羧酸减水剂和复合纤维相配合，能够显著提高混凝土的强度，提高混凝土的结构稳定性。
优选的，所述添加剂为GQ-SN02速凝剂。
通过采用上述技术方案，GQ-SN02速凝剂能够快速使喷射混凝土从浆体变为固态，使得混凝土喷射结束后在几分钟之内失去流动性，有效缩短终凝时间；GQ-SN02速凝剂与复合纤维相配合，通过速凝剂与复合纤维较高的粘结力和韧性提高喷射混凝土的早期强度；GQ-SN02速凝剂与硅酸钠相配合，利用较高的粘结性能使得混凝土之间连接紧密，避免在支护过程中，混凝土由于重力因素出现脱落的状态。
优选的，所述水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
通过采用上述技术方案，P.O42.5普通硅酸盐水泥具有较高的早期和后期强度，在支护过程中具有良好的支护作用；并且具有良好的抗冻性能，避免喷射混凝土由于环境温度变化使得喷射混凝土出现裂缝的情况。
优选的，所述石子为碎石，粒径为5-10mm。
通过采用上述技术方案，采用粒径为5-10mm的碎石，避免喷射混凝土内部产生较大的孔隙，保证喷射混凝土的支护强度。
第二方面，本申请提供一种喷射混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照比例称取水泥、砂、石子搅拌3-5min，制得初混料；
S2、称取水总量4/5的水、外加剂置于S1制得的初混料中继续搅拌4-7min，制得混合料；
S3、称取水总量1/5的水和硅酸钠，将硅酸钠溶于水总量1/5的水中，制得硅酸钠水溶液；
S4、称取贝壳粉和硅藻土置于S3制得的硅酸钠水溶液中浸泡5-10min，制得搅拌液；
S5、称取复合纤维，将复合纤维、S4制得的搅拌液一同置于S2制得的混合料中，搅拌8-18min，制得拌合料；
S6、称取添加剂，将S5制得的拌和料装入喷射机，利用高压空气输送至喷头处，将添加剂装入喷射机喷头处，拌和料和添加剂混合后喷出，制得喷射混凝凝土。
通过采用上述技术方案，首先利用水泥、砂、石子进行初步混合制备喷水混凝土的初步基料，配合水和外加剂使得喷射混凝土的拌和性能良好，制备硅酸钠水溶液后将贝壳粉和硅藻土置于硅酸钠水溶液中进行浸泡，使得硅酸钠水溶液进入贝壳粉和硅藻土内部孔隙之中，提高贝壳粉和硅藻土孔隙强度，同时部分硅酸钠水溶液沾附在贝壳粉和硅藻土外表面，促进贝壳粉和硅藻土粘附在复合纤维的表面，利用贝壳粉、硅藻土的多孔结构对隧道中车辆产生的噪音进行吸收，并且配合复合纤维的高弹性，进一步对噪音能量进行缓冲，从而减轻隧道内部较多车辆产生的噪音污染的问题。
优选的，S4将贝壳粉、硅藻土置于S3制得的硅酸钠水溶液中浸泡的同时进行超声分散5-10min，制得搅拌液。
通过采用上述技术方案，采用超声分散避免硅酸钠水溶液较高的粘度使得贝壳粉和硅藻土之间发生粘结，从而影响其分散性能，最终影响喷射混凝土对噪音的吸收情况。
优选的，S5中复合纤维首先与S4制得的搅拌液在500r/min的转速下搅拌2min，然后与S2制得的混合料搅拌6-16min，制得拌合料。
通过采用上述技术方案，令复合纤维先与搅拌液进行搅拌，使得贝壳粉和硅藻土通过硅酸钠的粘结作用粘附在复合纤维表面，然后将复合纤维与混凝土相配合，保证喷射混凝土对噪音的吸附性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请制备的喷射混凝土，利用硅酸钠水溶液、贝壳粉、硅藻土和复合纤维相配合，使得喷射混凝土具有较好的吸收噪音的效果；利用硅酸钠水溶液较高的粘性，使得贝壳粉、硅藻土能够粘结在复合纤维表面，噪音首先与贝壳粉和硅藻土相接触，利用贝壳粉和硅藻土的吸收反射性能初步达到降低噪音的效果，反射过程中，能量冲击力较大，利用复合纤维的缓冲性能使得能够量被进一步消耗，从而大幅度降低噪音，使得隧道内噪音有所缓解，减轻噪音污染。
2、矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维相配合，使得喷射混凝土具有良好的减轻噪音、隔音的效果，矿渣棉为松散多孔结构，矿渣棉配合贝壳粉和硅藻土通过多孔结构吸收噪音,达到降低噪音的目的；聚丙烯腈纤维和玄武岩纤维通过弹性缓冲的原理减轻隧道中较多车辆产生的噪音。
3、玄武岩纤维、聚丙烯腈纤维和硅酸钠相配合，使得喷射混凝土具有较高的强度，以玄武岩纤维为基底，利用聚丙烯腈纤维的高度螺旋结构缠绕包覆在玄武岩纤维外表面，增大玄武岩纤维与喷射混凝土的接触面积，配合硅酸钠使得玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维紧密的连结在喷射混凝土内部，避免喷射混凝土由于外部压力过高或者环境因素使得喷射混凝土内部产生裂缝，从而保证喷射混凝土具有较高的强度。
4、利用铜锰氧化物、吊兰提取物和复合纤维相配合，使得铜锰氧化物和吊兰提取物位于复合纤维表面，利用吊兰提取物与CO的吸引作用，使得CO被吸引到复合纤维表面，利用铜锰氧化物对CO进行催化氧化生成CO2，从而避免隧道内部留有大量的CO，影响人体健康。
5、贝壳粉和吊兰提取物相配合具有良好的抗菌、抑菌效果，避免复合纤维填充混凝土的孔隙留有细菌，从而避免细菌在混凝土孔隙与外界环境中的氧气和水分相接触使得细菌生长繁殖，最终避免混凝土被孔隙中的细菌腐蚀。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
以下实施例中的硅酸盐水泥购买于龙口市泛林水泥有限公司生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥；YH-3聚羧酸减水剂购买于山东易和建材科技有限公司；玄武岩纤维购买于常州筑威建筑材料有限公司生产的玄武岩纤维短切丝6mm；硅酸钠购买于济南鑫森源化工有限公司，含量98％；贝壳粉购买于灵寿县灵鑫矿产品加工厂；硅藻土购买于灵寿县振方矿产品加工厂，型号800；聚丙烯腈纤维购买于淄博百纳新材料科技有限公司，长6mm；矿渣棉购买于灵寿县万景矿产品加工厂，货号0444；GQ-SN02速凝剂购买于山东高强新材料科技有限公司；BRS高效减水剂购买于重庆博锐达建材有限公司，型号403；其他原料及设备均为普通市售。
实施例1：一种喷射混凝土采用如下方法制备而成：
S1、称取425kg水泥、860kg砂、860kg石子置于搅拌机中搅拌4min，制得初混料；水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥；石子为碎石、粒径为5-10mm；
S2、称取200kg水、8.5kg外加剂置于S1制得的初混料中继续搅拌6min，制得混合料；外加剂选用YH-3聚羧酸减水剂；
S3、称取50kg水和12kg硅酸钠，将硅酸钠溶于水中，在500r/min的条件下搅拌5min，制得硅酸钠水溶液；
S4、称取6kg贝壳粉和5kg硅藻土置于S3制得的硅酸钠水溶液置于超声波分散器中分散浸泡8min，制得搅拌液；
S5、称取20kg复合纤维，复合纤维由重量比为2:2:1的矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维组成，将复合纤维与S4制得的搅拌液在500r/min的转速下搅拌2min，然后置于S2制得的混合料中继续搅拌10min，制得拌合料；
S6、称取21.25kg添加剂，添加剂为GQ-SN02速凝剂；将S5制得的拌和料装入喷射机，利用高压空气将拌合料输送至喷射机的喷头位置处，将GQ-SN02速凝剂装入喷射机喷头处，拌和料和GQ-SN02速凝剂混合后喷出，制得喷射混凝凝土。
实施例2：一种喷射混凝土采用如下方法制备而成：
S1、称取400kg水泥、840kg砂、800kg石子置于搅拌机中搅拌3min，制得初混料；水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥；石子为碎石、粒径为5-10mm；
S2、称取160kg水、6kg外加剂置于S1制得的初混料中继续搅拌4min，制得混合料；外加剂选用木质素磺酸钠；
S3、称取40kg水和10kg硅酸钠，将硅酸钠溶于水中，在500r/min的条件下搅拌5min，制得硅酸钠水溶液；
S4、称取3kg贝壳粉和2kg硅藻土置于S3制得的硅酸钠水溶液置于超声波分散器中分散浸泡5min，制得搅拌液；
S5、称取15kg复合纤维，复合纤维由重量比为1:2:2的矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维组成，将复合纤维与S4制得的搅拌液在500r/min的转速下搅拌2min，然后置于S2制得的混合料中继续搅拌6min，制得拌合料；
S6、称取15kg添加剂，添加剂为GQ-SN02速凝剂；将S5制得的拌和料装入喷射机，利用高压空气将拌合料输送至喷射机的喷头位置处，将GQ-SN02速凝剂装入喷射机喷头处，拌和料和GQ-SN02速凝剂混合后喷出，制得喷射混凝凝土。
实施例3：一种喷射混凝土采用如下方法制备而成：
S1、称取450kg水泥、900kg砂、900kg石子置于搅拌机中搅拌5min，制得初混料；水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥；石子为碎石、粒径为5-10mm；
S2、称取240kg水、10kg外加剂置于S1制得的初混料中继续搅拌7min，制得混合料；外加剂选用BRS高效减水剂；
S3、称取60kg水和15kg硅酸钠，将硅酸钠溶于水中，在500r/min的条件下搅拌5min，制得硅酸钠水溶液；
S4、称取10kg贝壳粉和7kg硅藻土置于S3制得的硅酸钠水溶液置于超声波分散器中分散浸泡10min，制得搅拌液；
S5、称取25kg复合纤维，复合纤维由重量比为2:1:2的矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维组成，将复合纤维与S4制得的搅拌液在500r/min的转速下搅拌2min，然后置于S2制得的混合料中继续搅拌14min，制得拌合料；
S6、称取25kg添加剂，添加剂为GQ-SN02速凝剂；将拌和料装入喷射机，利用高压空气将拌合料输送至喷射机的喷头位置处，将GQ-SN02速凝剂装入喷射机喷头处，拌和料和GQ-SN02速凝剂混合后喷出，制得喷射混凝凝土。
实施例4：本实施例与实施例1的不同之处在于：
S5、称取20kg复合纤维，复合纤维由重量比为2:2:1的矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维组成，将复合纤维、3kg的铜锰氧化物、3kg的吊兰提取物与S4制得的搅拌液在500r/min的转速下搅拌2min，然后置于S2制得的混合料中继续搅拌10min，制得拌合料。
实施例5：本实施例与实施例1的不同之处在于：
S5、称取20kg复合纤维，复合纤维由重量比为2:2:1的矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维组成，将复合纤维、1kg的铜锰氧化物、1kg的吊兰提取物与S4制得的搅拌液在500r/min的转速下搅拌2min，然后置于S2制得的混合料中继续搅拌10min，制得拌合料。
实施例6：本实施例与实施例1的不同之处在于：
S5、称取20kg复合纤维，复合纤维由重量比为2:2:1的矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维组成，将复合纤维、5kg的铜锰氧化物、5kg的吊兰提取物与S4制得的搅拌液在500r/min的转速下搅拌2min，然后置于S2制得的混合料中继续搅拌10min，制得拌合料。
对比例
对比例1：本对比例与实施例4的不同之处在于，原料中未添加贝壳粉。
对比例2：本对比例与实施例4的不同之处在于，原料中未添加硅藻土。
对比例3：本对比例与实施例4的不同之处在于，原料中未添加硅酸钠。
对比例4：本对比例与实施例4的不同之处在于，原料中未添加矿渣棉、玄武岩纤维。
对比例5：本对比例与实施例4的不同之处在于：原料中未添加吊兰提取物和贝壳粉。
对比例6：本对比例与实施例4的不同之处在于：
S4、称取6kg贝壳粉和5kg硅藻土置于S3制得的硅酸钠水溶液在500r/min的转速下搅拌8min，制得搅拌液。
性能检测试验
1、喷射混凝土抗压强度检测
采用GB/T50086-2015岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范中的12.2喷射混凝土试验Ⅱ抗压强度试验，检测实施例1-6以及对比例1-6制备的喷射混凝土的1d、28d的抗压强度。
2、喷射混凝土坍落度检测
采用GB/T50080-2016普通混凝土拌合物性能试验方法标准检测实施例1-6以及对比例1-6制备的喷射混凝土的坍落度。
3、喷射混凝土噪声吸收性能检测
选取1.2km长的隧道，隧道的截面呈半圆形设置，半径为5m，分别采用实施例1-6以及对比例1-6的制备方法制备喷射混凝土，将1.2km长的隧道平分为12组，12组隧道分别喷射有实施例1-6以及对比例1-6制备的喷射混凝土；选取40辆一汽丰田卡罗拉，在隧道中行驶，40辆车车速均在100km/h，记录者依次站在12组隧道的内部，利用东莞市希玛仪表有限公司生产的数字式噪音计，型号AS804；检测隧道中的分贝，分别记录车辆在行驶通过12组隧道时的分贝。
4、喷射混凝土一氧化碳吸收性能检测
选取1.2km长的隧道，隧道的截面呈半圆形设置，半径为5m，分别采用实施例1-6以及对比例1-6的制备方法制备喷射混凝土，将1.2km长的隧道平分为12组，12组隧道分别喷射有实施例1-6以及对比例1-6制备的喷射混凝土；选取40辆一汽丰田卡罗拉，在隧道中行驶，40辆车车速均在100km/h，记录者依次站在12组隧道的内部，汽车行驶前以及汽车行驶后5s、15s以及60s分别使用深圳市吉顺安科技有限公司生产的便携式多功能一氧化碳检测仪检测隧道中一氧化碳含量。
5、喷射混凝土抗腐蚀性能测试
分别采用实施例1-6以及对比例1-6的方法制备喷射混凝土，将喷射混凝土制备成100mm╳100mm╳100mm的混凝土块，然后置于25摄氏度，相对湿度均为55％的条件下放置30天、120天和270天，观察喷射混凝土表面裂缝数量；
评分标准如下：7-10分，喷射混凝土表面无明显裂缝；
4-7分，喷射混凝土表面有较多裂缝；
0-4分，喷射混凝土表面裂缝多。
表1喷射混凝土性能检测表
结合实施例1-3和实施例4-6并结合表1可以看出，实施例4-6制备的喷射混凝土原料中添加铜锰氧化物和吊兰提取物，相比于实施例1-3，实施例4-6制备的喷射混凝土在1d以及28d的抗压强度均高于实施例1制备的喷射混凝土的抗压强度，说明铜锰氧化物和吊兰提取物的添加，对喷射混凝土的抗压强度有影响。
实施例4-6制备的喷射混凝土吸收CO的含量高于实施例1-3制备的喷射混凝土吸收CO的含量，说明铜锰氧化物、吊兰提取物和复合纤维相配合，利用吊兰提取物对CO的吸引作用，使得CO被吸引到复合纤维表面，利用铜锰氧化物对CO进行催化氧化，使得CO生成CO2，从而避免隧道内部留有大量的CO，影响人体健康。
实施例4-6制备的喷射混凝土的评分不论在30d、120d还是270d均高于实施例1-3制备的喷射混凝土的评分，说明吊兰提取物、贝壳粉相配合，具有较好的抑菌效果，避免细菌在喷射混凝土内部生长繁殖，腐蚀混凝土，使得混凝土表面及内部出现裂缝。
结合实施例4-6和对比例1-6并结合表1可以看出，对比例1原料中未添加贝壳粉，对比例2原料中未添加硅藻土，相比于实施例4，对比例1和对比例2制备的喷射混凝土的抗压强度无论在1d还是28d均低于实施例4制备的喷射混凝土的抗压强度，说明贝壳粉、硅藻土和复合纤维相配合，能够使得喷射混凝土内部紧密连接，保证喷射混凝土的抗压强度。
对比例1、对比例2制备的喷射混凝土的坍落度低于实施例4制备的喷射混凝土的坍落度，说明贝壳粉和硅藻土相配合能够使得喷射混凝土具有较高的和易性，从而使得喷射混凝土能够更好的喷射到隧道内衬；对比例1、对比例2制备的喷射混凝土喷射到隧道内衬之后，检测出的噪音分贝大于实施例4检测出的噪音分贝，说明贝壳粉、硅藻土和复合纤维相配合，首先利用贝壳粉、硅藻土的多孔结构对噪音进行吸收，然后利用复合纤维良好的弹性模量，使得噪音能量被进一步消耗，从而达到吸收噪音的目的；随着时间的延长，噪音的分贝数逐步减小，说明贝壳粉和硅藻土的多孔结构能够快速吸收噪音，减轻噪音污染的现象。
对比例1、对比例2制备的喷射混凝土无论是在30d、120d还是270d评分均小于实施例4制备的喷射混凝土的评分，其中对比例1评分变化较为明显，说明贝壳粉与吊兰提取物相配合，使得喷射混凝土具有良好的抗菌效果，从而避免喷射混凝土被细菌所腐蚀，影响其喷射混凝土的强度。
对比例3原料中未添加硅酸钠，相比于实施例4，对比例3制备的喷射混凝土的抗压强度无论在1d还是28d均低于实施例4制备的喷射混凝土的抗压强度，说明贝壳粉、硅藻土、硅酸钠和复合纤维相配合，能够使得贝壳粉、硅藻土较为牢固的粘附在复合纤维表面，使得喷射混凝土内部紧密连接，避免贝壳粉、硅藻土较为分散在混凝土内部，影响混凝土内部的连结性能，从而影响喷射混凝土的抗压强度。
对比例3制备的喷射混凝土的坍落度低于实施例4制备的喷射混凝土的坍落度，说明硅酸钠和GQ-SN02速凝剂相配合能够使得喷射混凝土具有较高的粘结性，从而使得喷射混凝土能够更好的喷射到隧道内衬；对比例3制备的喷射混凝土喷射到隧道内衬之后，检测出的噪音分贝大于实施例4检测出的噪音分贝，说明硅酸钠、贝壳粉和硅藻土相配合，使得硅酸钠水溶液进入贝壳粉和硅藻土的多孔结构中，进行填充，提高硅藻土和贝壳粉的强度，避免喷射混凝土在喷射过程中贝壳粉和硅藻土在高压情况下产生形变，影响其吸收噪音的性能。
对比例4原料中未添加矿渣棉和玄武岩纤维，相比于实施例4，对比例4制备的喷射混凝土的抗压强度无论在1d还是28d均低于实施例4制备的喷射混凝土的抗压强度，说明矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维相配合，利用玄武岩纤维较高的弹性模量为基底，配合聚丙烯腈纤维的高度螺旋结构缠绕在玄武岩纤维外周，提高玄武岩纤维与水泥的连结力，矿渣棉填充在玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维孔隙之中，进一步提高喷射混凝土的支护强度，从而保证喷射混凝土具有较高的抗压强度。
对比例4制备的喷射混凝土喷射到隧道内衬之后，检测出的噪音分贝大于实施例4检测出的噪音分贝，说明矿渣棉、玄武岩纤维、贝壳粉和硅藻土相配合，矿渣棉一方面能够为贝壳粉和硅藻土提供存储空间，另一方面矿渣棉自身具有多孔结构，能够有效消耗能量，保证使得喷射混凝土吸收噪音的效果变好。
对比例4制备的喷射混凝土无论是在30d、120d还是270d评分均小于实施例4制备的喷射混凝土的评分，说明矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维相配合，利用较高的弹性模量避免混凝土内部出现裂缝的现象发生。
对比例5制备的喷射混凝土原料中未添加吊兰提取物和贝壳粉，相比于实施例4，对比例5制备的喷射混凝土喷射到隧道内衬之后，检测出的噪音分贝大于实施例4检测出的噪音分贝，说明贝壳粉、吊兰提取物和硅藻土相配合，能够有效对噪音进行吸收。
对比例5制备的喷射混凝土无论是在30d、120d还是270d评分均小于实施例4制备的喷射混凝土的评分，说明贝壳粉与吊兰提取物相配合，利用贝壳粉打开细菌的细胞内部通道，吊兰提取物中的黄酮分子进入细菌细胞内部，从而扰乱细胞膜表面的电荷情况，使得细菌细胞失活，达到杀菌的效果，从而避免喷射混凝土被细菌所腐蚀，影响其喷射混凝土的强度。
对比例6在制备喷射混凝土过程中，将贝壳粉和硅藻土直接置于硅酸钠水溶液中进行搅拌，相比于实施例4，对比例6制备的喷射混凝土的抗压强度无论在1d还是28d均低于实施例4制备的喷射混凝土的抗压强度，说明单纯的搅拌操作，不能使硅酸钠水溶液更好的渗透到贝壳粉和硅藻土的多孔结构中，从而影响喷射混凝土的抗压强度。
对比例6制备的喷射混凝土喷射到隧道内衬之后，检测出的噪音分贝大于实施例4检测出的噪音分贝，说明超声分散能够避免硅酸钠水溶液较高的粘度使得贝壳粉和硅藻土之间发生粘结，从而影响其分散性能，最终影响喷射混凝土对噪音的吸收情况。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种喷射混凝土，其特征在于，所述喷射混凝土由包含以下重量份的原料制成：水泥400-450份、砂840-900份、石子800-900份、水200-300份、外加剂6-10份、添加剂15-25份、贝壳粉3-10份、硅藻土2-7份、硅酸钠10-15份、复合纤维15-25份。
2.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土，其特征在于：所述复合纤维由重量比为2:2:1的矿渣棉、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维组成。
3.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土，其特征在于，所述喷射混凝土还包括如下重量份的原料：铜锰氧化物1-5份、吊兰提取物1-5份。
4.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土，其特征在于，所述外加剂为YH-3聚羧酸减水剂。
5.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土，其特征在于，所述添加剂为GQ-SN02速凝剂。
6.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土，其特征在于，所述水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
7.根据权利要求1所述的一种喷射混凝土，其特征在于，所述石子为碎石，粒径为5-10mm。
8.权利要求1-7任一所述的一种喷射混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照比例称取水泥、砂、石子搅拌3-5min，制得初混料；
S2、称取水总量4/5的水、外加剂置于S1制得的初混料中继续搅拌4-7min，制得混合料；
S3、称取水总量1/5的水和硅酸钠，将硅酸钠溶于水总量1/5的水中，制得硅酸钠水溶液；
S4、称取贝壳粉和硅藻土置于S3制得的硅酸钠水溶液中浸泡5-10min，制得搅拌液；
S5、称取复合纤维，将复合纤维、S4制得的搅拌液一同置于S2制得的混合料中，搅拌8-18min，制得拌合料；
S6、称取添加剂，将S5制得的拌和料装入喷射机，利用高压空气输送至喷头处，将添加剂装入喷射机喷头处，拌和料和添加剂混合后喷出，制得喷射混凝凝土。
9.权利要求8所述的一种喷射混凝土的制备方法，其特征在于，S4将贝壳粉、硅藻土置于S3制得的硅酸钠水溶液中浸泡的同时进行超声分散5-10min，制得搅拌液。
10.权利要求8所述的一种喷射混凝土的制备方法，其特征在于，S5中复合纤维首先与S4制得的搅拌液在500r/min的转速下搅拌2min，然后与S2制得的混合料搅拌6-16min，制得拌合料。
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| CN112174632B (zh) | 2022-05-13 |
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