CN112851194A - 瓦斯隧道混凝土气密性防水剂及其制备方法 - Google Patents

瓦斯隧道混凝土气密性防水剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种瓦斯隧道混凝土气密性防水剂,按照重量份数计,包括:30~40份的纳米滚珠、40~50份的沸石粉、5~10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1~2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐。本公开还提供了一种瓦斯隧道混凝土气密性防水剂的制备方法。

Description

瓦斯隧道混凝土气密性防水剂及其制备方法
技术领域
本公开涉及一种瓦斯隧道混凝土气密性防水剂及其制备方法。
背景技术
隧道穿越山体煤层或含瓦斯等有害气体岩体时,如果隧道初砌不密实,煤层中的瓦斯及其它有害气体将透过隧道衬砌而泄漏于洞内,由于瓦斯的主要成分是甲烷(CH4),甲烷在空气中的体积浓度达到5%~6%时将引起爆炸,这不仅会对混凝土结构工程造成严重破坏,而且还会给隧道施工、车辆运行和旅客的生命财产造成极大的危害,我国的富含瓦斯岩层多位于西南部,今年来随着国家西部大开发,西南地区交通建设迎来了大发展,随之而来的是瓦斯隧道混凝土气密性设计难题。
国内目前气密剂或者气密混凝土采用减水剂与膨胀剂等复合的气密剂,由于膨胀性能受施工环境、结构约束、浇筑质量等因素干扰比较大;同时化学减水剂与各种水泥存在适应性问题,也容易受骨料质量的影响而导致减水率降低,所以在实际工程中经常由于使用不当而导致气密性效果不好。
发明内容
为了解决上述技术问题之一,本公开提供了一种瓦斯隧道混凝土气密性防水剂及其制备方法。
根据本公开的一个方面,一种瓦斯隧道混凝土气密性防水剂,按照重量份数计,包括:
30~40份的纳米滚珠、40~50份的沸石粉、5~10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1~2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐。
根据本公开至少一个实施方式的防水剂,所述防水剂还包括稳泡组份,所述稳泡组份用于强化气泡壁并且稳定气泡,从而助于形成封闭孔。
根据本公开至少一个实施方式的防水剂,所述防水剂还包括高活性组份,以便填充混凝土的空隙。
根据本公开至少一个实施方式的防水剂,所述防水剂还包括抗裂组份,以减少混凝土的收缩来降低混凝土收缩开裂的概率。
根据本公开至少一个实施方式的防水剂,所述防水剂还包括0.5~0.8份的聚醚。
根据本公开至少一个实施方式的防水剂,所述防水剂还包括0.4~0.8份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物。
根据本公开至少一个实施方式的防水剂,所述防水剂还包括0.3~0.5份的聚合物胶粉。
根据本公开至少一个实施方式的防水剂,所述防水剂还包括0.02~0.05份的消泡剂。
根据本公开至少一个实施方式的防水剂,所述聚合物胶粉为丁苯或VAE胶粉。
根据本公开的另一方面,一种瓦斯隧道混凝土气密性防水剂的制备方法,
按照重量份数计,获取30~40份的纳米滚珠、40~50份的沸石粉、5~10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1~2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐;
将所述纳米滚珠、沸石粉、快硬硫铝酸盐熟料和磺化琥珀酸二辛酯钠盐混合来形成所述防水剂。
根据本公开至少一个实施方式的制备方法,所述防水剂还包括稳泡组份,所述用于强化气泡壁并且稳定气泡,从而助于形成封闭孔。
根据本公开至少一个实施方式的制备方法,所述防水剂还包括高活性组份,以便填充混凝土的空隙。
根据本公开至少一个实施方式的制备方法,所述防水剂还包括抗裂组份,以减少混凝土的收缩来降低混凝土收缩开裂的概率。
根据本公开至少一个实施方式的制备方法,所述防水剂还包括0.5~0.8份的聚醚。
根据本公开至少一个实施方式的制备方法,所述防水剂还包括0.4~0.8份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物。
根据本公开至少一个实施方式的制备方法,所述防水剂还包括0.3~0.5份的聚合物胶粉。
根据本公开至少一个实施方式的制备方法,所述防水剂还包括0.02~0.05份的消泡剂。
根据本公开至少一个实施方式的制备方法,所述聚合物胶粉为丁苯或VAE胶粉。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式,并与其说明一起用于解释本公开的原理,其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解,并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1示出了根据本公开一个实施方式的瓦斯隧道混凝土气密性防水剂的制备方法的流程图。
图2示出了根据本公开实施例的气密性防水剂的产品指标表。
图3示出了根据本公开实施例的气密性防水剂的混凝土绝热温升速率比和透气系数的结果。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容,而非对本公开的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
除非另有说明,否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此,除非另有说明,否则在不脱离本公开的技术构思的情况下,各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的,而不意图是限制性的。如这里所使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时,说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组,但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是,如这里使用的,术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语,如此,它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
根据本公开的一个实施方式,一种瓦斯隧道混凝土气密性防水剂,按照重量份数计,包括:30~40份的纳米滚珠、40~50份的沸石粉、5~10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1~2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐。此外纳米滚珠颗粒粒径分布D50在1um左右。其中,在本公开中,沸石粉可以为800~1000目超细沸石粉。
该气密性防水剂中的纳米滚珠,能够在混凝土的集料间隙起到润滑的作用,改善混凝土流动性,表现出良好的物理减水效应。可以减低混凝土的水灰比,减少混凝土孔隙率。
该防水剂还包括稳泡组份,用于强化气泡壁并且稳定气泡,从而助于形成封闭孔。
该气密性防水剂中含有可以改善表面活性的稳泡组份,可以强化气泡壁,稳定气泡,有助于形成封闭孔,大量减少连通孔。减小气体渗透路径。
防水剂还包括高活性组份,以便填充混凝土的空隙。
该气密性防水剂含有的高活性组份,可以二次反应,填充混凝土孔隙,提高结构密实度,增加混凝土的气密性和抗渗性。
防水剂还包括抗裂组份,以减少混凝土的收缩来降低混凝土收缩开裂的概率。该气密性防水剂含有的抗裂组份,可以减少混凝土收缩,降低混凝土收缩开裂概率。
另外根据本公开的另一实施方式,一种瓦斯隧道混凝土气密性防水剂,按照重量份数计,包括:30~40份的纳米滚珠、40~50份的沸石粉、5~10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1~2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐,还可以包括0.5~0.8份的聚醚。
防水剂还可以包括0.5~0.8份的聚醚。
防水剂还可以包括0.4~0.8份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物。
防水剂还可以包括0.3~0.5份的聚合物胶粉。
防水剂还可以包括0.02~0.05份的消泡剂。
聚合物胶粉为丁苯或VAE胶粉。
根据本公开的气密性防水剂具有良好的憎水疏水效果,可以降低混凝土吸水量,提高混凝土防水性,隔绝有害液体介质侵入,提高混凝土耐久性。在本公开中,以憎水疏水组份为主,以纳米滚珠物理减水作用为辅,配以其他功能材料,彻底解决混凝土施工问题,能大幅提高隧道衬砌混凝土的气密性。并且该防水剂可以用作隧道衬砌混凝土用气密性防水剂。
根据本公开的另一实施方式,还提供了一种瓦斯隧道混凝土气密性防水剂的制备方法100。如图1所示,该方法包括以下步骤,在步骤102中按照重量份数计,获取30~40份的纳米滚珠、40~50份的沸石粉、5~10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1~2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐;将纳米滚珠、沸石粉、快硬硫铝酸盐熟料和磺化琥珀酸二辛酯钠盐混合来形成防水剂。其中,在本公开中,沸石粉可以为800~1000目超细沸石粉。
在步骤104中,还可以包括加入其他组份,其他组份如下描述。
防水剂还包括稳泡组份,用于强化气泡壁并且稳定气泡,从而助于形成封闭孔。
防水剂还包括高活性组份,以便填充混凝土的空隙。
防水剂还包括抗裂组份,以减少混凝土的收缩来降低混凝土收缩开裂的概率。
防水剂还包括0.5~0.8份的聚醚。
防水剂还包括0.4~0.8份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物。
防水剂还包括0.3~0.5份的聚合物胶粉。
防水剂还包括0.02~0.05份的消泡剂。
聚合物胶粉为丁苯或VAE胶粉。
在本公开的上述实施方式中,全部按照重量份来表述气密性防水剂的各组份的含量。其中各组份均可以采用市面购得的材料。
下面将结合具体实施例来对本公开进一步地阐述。
实施例一
获取30份的纳米滚珠、40份的沸石粉、5份的快硬硫铝酸盐熟料以及1份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.5份的聚醚、0.4份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.3份的丁苯、0.02份的消泡剂。
实施例二
获取30份的纳米滚珠、40份的沸石粉、5份的快硬硫铝酸盐熟料以及1份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.5份的聚醚、0.4份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.3份的VAE胶粉、0.02份的消泡剂。
实施例三
获取40份的纳米滚珠、50份的沸石粉、10份的快硬硫铝酸盐熟料以及2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.8份的聚醚、0.8份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.5份的丁苯、0.05份的消泡剂。
实施例四
获取40份的纳米滚珠、50份的沸石粉、10份的快硬硫铝酸盐熟料以及2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.8份的聚醚、0.8份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.5份的VAE胶粉、0.05份的消泡剂。
实施例五
获取35份的纳米滚珠、45份的沸石粉、7份的快硬硫铝酸盐熟料以及1.5份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.7份的聚醚、0.5份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.3份的丁苯、0.02份的消泡剂。
实施例六
获取40份的纳米滚珠、50份的沸石粉、10份的快硬硫铝酸盐熟料以及2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.5份的聚醚、0.4份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.3份的VAE胶粉、0.02份的消泡剂。
实施例七
获取30份的纳米滚珠、45份的沸石粉、8份的快硬硫铝酸盐熟料以及1.7份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.8份的聚醚、0.4份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.5份的VAE胶粉、0.02份的消泡剂。
实施例八
获取35份的纳米滚珠、45份的沸石粉、10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.5份的聚醚、0.8份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.3份的VAE胶粉、0.02份的消泡剂。
实施例九
获取38份的纳米滚珠、42份的沸石粉、7份的快硬硫铝酸盐熟料以及1份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.5份的聚醚、0.5份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.5份的丁苯、0.02份的消泡剂。
实施例十
获取30份的纳米滚珠、50份的沸石粉、10份的快硬硫铝酸盐熟料以及2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.5份的聚醚、0.6份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.3份的VAE胶粉、0.04份的消泡剂。
实施例十一
获取36份的纳米滚珠、40份的沸石粉、10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.6份的聚醚、0.5份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.5份的丁苯、0.03份的消泡剂。
实施例十二
获取30份的纳米滚珠、50份的沸石粉、8份的快硬硫铝酸盐熟料以及1份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.7份的聚醚、0.4份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.3份的丁苯、0.02份的消泡剂。
实施例十三
获取35份的纳米滚珠、45份的沸石粉、10份的快硬硫铝酸盐熟料以及2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.8份的聚醚、0.5份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.5份的丁苯、0.05份的消泡剂。
实施例十四
获取30份的纳米滚珠、40份的沸石粉、8份的快硬硫铝酸盐熟料以及1.5份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.8份的聚醚、0.5份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.3份的VAE胶粉、0.04份的消泡剂。
实施例十五
获取40份的纳米滚珠、50份的沸石粉、10份的快硬硫铝酸盐熟料以及2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.5份的聚醚、0.4份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.3份的丁苯、0.05份的消泡剂。
实施例十六
获取35份的纳米滚珠、50份的沸石粉、10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1.5份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.6份的聚醚、0.4份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.4份的VAE胶粉、0.04份的消泡剂。
实施例十七
获取30份的纳米滚珠、50份的沸石粉、5份的快硬硫铝酸盐熟料以及2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.6份的聚醚、0.6份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.5份的VAE胶粉、0.02份的消泡剂。
实施例十八
获取40份的纳米滚珠、50份的沸石粉、5份的快硬硫铝酸盐熟料以及1.6份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.8份的聚醚、0.4份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.3份的丁苯、0.02份的消泡剂。
实施例十九
获取40份的纳米滚珠、45份的沸石粉、9份的快硬硫铝酸盐熟料以及2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.5份的聚醚、0.4份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.5份的丁苯、0.02份的消泡剂。
实施例二十
获取40份的纳米滚珠、50份的沸石粉、10份的快硬硫铝酸盐熟料以及2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.5份的聚醚、0.6份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.4份的VAE胶粉、0.04份的消泡剂。
实施例二十一
获取40份的纳米滚珠、50份的沸石粉、10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、0.8份的聚醚、0.6份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物、0.35份的丁苯、0.04份的消泡剂。
图2示出了根据本公开实施例的气密性防水剂的产品指标表。
图3示出了根据本公开实施例的气密性防水剂的混凝土绝热温升速率比和透气系数的结果。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解,上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开,而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言,在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型,并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种瓦斯隧道混凝土气密性防水剂,其特征在于,按照重量份数计,包括:
30~40份的纳米滚珠、40~50份的沸石粉、5~10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1~2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐。
2.如权利要求1所述的防水剂,其特征在于,所述防水剂还包括0.5~0.8份的聚醚。
3.如权利要求2所述的防水剂,其特征在于,所述防水剂还包括0.4~0.8份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物。
4.如权利要求3所述的防水剂,其特征在于,所述防水剂还包括0.3~0.5份的聚合物胶粉。
5.如权利要求4所述的防水剂,其特征在于,所述防水剂还包括0.02~0.05份的消泡剂。
6.一种瓦斯隧道混凝土气密性防水剂的制备方法,其特征在于,
按照重量份数计,获取30~40份的纳米滚珠、40~50份的沸石粉、5~10份的快硬硫铝酸盐熟料以及1~2份的磺化琥珀酸二辛酯钠盐;
将所述纳米滚珠、沸石粉、快硬硫铝酸盐熟料和磺化琥珀酸二辛酯钠盐混合来形成所述防水剂。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述防水剂还包括0.5~0.8份的聚醚。
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述防水剂还包括0.4~0.8份的全氟辛基三乙氧基硅烷-二氧化硅杂化产物。
9.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述防水剂还包括0.3~0.5份的聚合物胶粉。
10.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述防水剂还包括0.02~0.05份的消泡剂。
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