CN113072345A - 一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料及其制备方法 - Google Patents

一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，由以下重量百分比含量的原料制备而成：硅酸盐水泥35％～50％；石英砂25％～35％；快凝快硬水泥2.5％～7.5％；滑石粉1％～5％；重质碳酸钙2.5％～7.5％；活性母料3％～5％；碱性渗透剂10％～15％；上述各原料的百分比含量之和为100％。其粘接力与抗渗性均有提高。

Description

一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料及其制 备方法
技术领域
本发明属于防水材料技术领域，具体涉及一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料及其制备方法。
背景技术
随着中国工程建设的不断发展，相应的隧道及地下工程、房屋渗漏水问题层出不穷，对于防水材料的需求也不断增加。目前我国的防水材料种类复杂，防水技术不断更新。
防水材料共有防水卷材、防水涂料、堵漏材料等。对于高分子防水卷材来说，存在耐久性差、透气性差等缺点，对于如地下防水工程等特殊要求的工程，昼夜温差和四季温差较大，温度适应能力不强，易引起老化、干裂、折断、变形等影响材料使用寿命的问题。一般采用聚合物来改性，克服了普通沥青用于髙分子防水卷材的不足，具有拉伸强度高、温度适应能力强、延伸率较大等优异性能。目前仍需大力发展无机防水材料，其原因是环保性能优越，且与水泥混凝土表面具有良好的相容性。
水泥基渗透结晶材料是新型防水材料，其不仅属于无机材料体系与水泥混凝土体系具有较大的相容性，且防水性能优异，对混凝土结构还有防水修复的功能。目前水泥基渗透结晶材料多用于混凝土结构迎水面的施工，而对于施工条件复杂的隧道衬砌背水面堵漏防水应用不多，应用效果不理想。国内常用的水泥基渗透结晶防水涂料存在粘接力与抗渗性有待提高的问题，导致其在隧道背水面的防水效果无法保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，其粘接力与抗渗性均有提高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，由以下重量百分比含量的原料制备而成：
Figure BDA0002994609130000021
上述各原料的百分比含量之和为100％。
进一步地，该活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：10～20：5～10。
进一步地，该碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为5～3:3～2:2～1。
进一步地，该快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
进一步地，石英砂粒径为0.5mm-4mm。
进一步地，滑石粉细度为800目。
进一步地，重质碳酸钙细度为400目。
本发明还公开了上述的一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料的制备方法，其特征在于，该制备方法如下：
将硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙混合搅拌，得到混合粉料；磁力搅拌转速为100r/min～200r/min，搅拌时间15min～30min；
在所述述混合粉料中加入石英砂，磁力搅拌，得到A料；磁力搅拌转速为100r/min～200r/min，搅拌时间30min～45min；
将活性母料和碱性渗透剂混合，磁力搅拌，得到B料；磁力搅拌转速为250r/min～500r/min，搅拌时间5min～10min；
将所述A料和B料混合，磁力搅拌，即得。磁力搅拌转速为200r/min～400r/min，搅拌时间15min～30min。
本发明具有如下优点：解决了目前水泥基渗透结晶材料在隧道背水面使用粘接力与抗渗性不足的问题，解决了水泥基渗透结晶材料凝结时间长的问题，实现水泥基渗透结晶材料在隧道背水面的应用。
具体实施方式
在本发明中，一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，由以下重量百分比含量的原料制备而成：
Figure BDA0002994609130000031
Figure BDA0002994609130000041
上述各原料的百分比含量之和为100％.
上述活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：10～20：5～10。
上述碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为5～3:3～2:2～1。
上述快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
上述石英砂粒径为0.5mm-4mm。
上述滑石粉细度为800目。
上述重质碳酸钙细度为400目。
各原料的粒度选择，影响产品最终的性能，颗粒太大其充填性不好，颗粒太小其水化反应过快，收缩性大。
本发明同时提供了上述用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料的制备方法，具体包括如下步骤：
首先在室温下，将硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙混合，利用转速为100r/min～200r/min的磁力搅拌器搅拌15min～30min，得到混合粉料。
在上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min～200r/min的磁力搅拌器搅拌30min～45min，得到A料。
在室温将活性母料和碱性渗透剂混合，利用转速为250r/min～500r/min的磁力搅拌器搅拌5min～10min，得到B料。
在室温下，将所述A料和B料混合，利用转速为200r/min-400r/min的磁力搅拌器搅拌15min～30min，得到该用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。转速和搅拌时间主要对产品的均匀性有影响，多粉体混合，要保证混合的均匀性。
本发明的科学原理如下：
碱性渗透剂中Na2SiO3与活性母料中甲基硅酸钠可以提供大量的硅酸根离子；滑石粉与600目高炉水渣超细粉经溶解提供大量游离钙离子；重质碳酸钙经溶解产生钙离子、碳酸根以及碳酸氢根。
活性母料中草酸与游离钙离子发生络合反应生成亚稳态钙离子络合物，亚稳态钙离子络合物以高湿表面的水为介质进入材料孔隙结构。富集后的钙离子作为络合剂可以和硅酸根反应形成C-S-H凝胶。与此同时，钙离子作为络合物可以和碳酸根以及碳酸氢根反应生成碳酸钙晶体。C-S-H凝胶以及碳酸钙晶体可以对缝隙结构进行填充修补。
Na2SiO3具有使粘结力增大的特性；Na2SO4是活性物质易形成结晶体，因此Na2SiO3与Na2SO4协同作用在高湿表面生成结晶物质进一步提高填充材料孔隙结构的同时，实现快凝与提高湿基面粘结力。
各实施例如下：
实施例1
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000051
Figure BDA0002994609130000061
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：10：10。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为3:3:1。
首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌15min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌45min，得到A料。
然后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌6min，得到B料。
最后在室温下利用转速为400r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌20min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
实施例2
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000071
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：12：5。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为5:2:2。
首先在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。
然后在室温下利用转速为500r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌9min，得到B料。
最后在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌15min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
实施例3
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000081
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：14：7。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为4:2:1。
首先在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌30min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器进行搅拌40min，得到A料。
然后在室温下利用转速为300r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌5min，得到B料。
最后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌30min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
实施例4
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000091
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：16：9。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为3:3:2。
首先在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌20min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器进行搅拌30min，得到A料。
然后在室温下利用转速为400r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌8min，得到B料。
最后在室温下利用转速为300r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌25min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
实施例5
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000101
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：18：8。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为5:3:1。
首先在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌20min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器进行搅拌40min，得到A料。
然后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌10min，得到B料。
最后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌15min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
实施例6
以制备本发明产品100g为例，所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000111
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：20：6。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为3:2:2。
首先在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌30min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。
然后在室温下利用转速为450r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌7min，得到B料。
最后在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌30min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
实施例7
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000121
Figure BDA0002994609130000131
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：16：10。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为4:3:2。
首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌15min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为200r/min的磁力搅拌器进行搅拌45min，得到A料。
然后在室温下利用转速为300r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌6min，得到B料。
最后在室温下利用转速为400r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌25min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
实施例8
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000141
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：14：7。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为4:3:1。
首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。
然后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌9min，得到B料。
最后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌20min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
对比例1
以制备100g产品为例，所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000151
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为4:3:1。
首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。
最后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对A料和碱性渗透剂进行搅拌20min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
对比例2
以制备100g产品为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000161
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：14：7。
首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。
最后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对A料和活性母料进行搅拌20min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
对比例3
以制备100g产品为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000171
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：14：7。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为4:3:1。
首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。
然后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌9min，得到B料。
最后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌20min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
对比例4
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000181
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：14：7。
碱性渗透剂为Na2SO4与水的混合物，Na2SO4与水的质量比为3:1。
首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。
然后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌9min，得到B料。
最后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌20min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
对比例5
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000191
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉与草酸的混合物，600目高炉水渣超细粉与草酸的质量比为100：14。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为4:3:1。
首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。
然后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌9min，得到B料。
最后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌20min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
对比例6
以制备本发明产品100g为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000201
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为600目高炉水渣超细粉与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉与甲基硅酸钠的质量比为100：7。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为4:3:1。
首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。
然后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌9min，得到B料。
最后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌20min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
对比例7
以制备100g产品为例所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000211
Figure BDA0002994609130000221
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为普通市售活性母料(上海涛泽防水建筑材料有限公司)。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为4:3:1。
首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。
然后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌9min，得到B料。
最后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌20min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
对比例8
以制备100g产品为例，所用的组分及其质量配比为：
Figure BDA0002994609130000222
Figure BDA0002994609130000231
硅酸盐水泥为42.5级硅酸盐水泥。
石英砂粒径为0.5mm-4mm。
快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
滑石粉细度为800目。
重质碳酸钙细度为400目。
活性母料为普通市售活性母料(南通睿睿防水新技术开发有限公司)。
碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为4:3:1。
首先在室温下利用转速为150r/min的磁力搅拌器对硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙进行搅拌25min，得到混合粉料。
其次上述混合粉料中加入石英砂后，在室温下利用转速为100r/min的磁力搅拌器进行搅拌35min，得到A料。
然后在室温下利用转速为350r/min的磁力搅拌器对活性母料和碱性渗透剂进行搅拌9min，得到B料。
最后在室温下利用转速为250r/min的磁力搅拌器对A料和B料进行搅拌20min，得到用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料。
实施例1～8及对比例1～8制备的用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，其性能检测过程如下：
依据GB18445-2012对用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料的抗折强度、抗压强度、湿基面粘结强度、砂浆抗渗性能进行测试。
依据GB18445-2001对用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料的凝结时间进行测试。
采用40×40×160mm3三联模制备用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料的试件，在标准养护条件下养护14d后，进行抗压强度试验。测得其极限抗压强度(100％P)，然后将试件加载至80％P且在标准条件下分别养护7d、14d、28d后，测得其第二次抗压强度。因此用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料的抗压回复率为式为Kt＝IR/I0×100％，其中I0为极限抗压强度，MPa；IR为第二次抗压强度，MPa；KI为抗压强度回复率。
采用40×40×160mm3三联模制备用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料的试件，在水泡条件下养护28d后，测试其在高湿环境下的抗折强度与抗压强度。水泡法主要是模拟隧道的高湿环境。
表1各实施例和对比例制备的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料的性能
Figure BDA0002994609130000241
Figure BDA0002994609130000251
在对比例1中，未添加活性母料；对比例2中，未添加碱性渗透剂；对比例3中，未添加快凝快硬水泥；对比例4中，未添加Na2SiO3；对比例5中，未添加甲基硅酸钠；对比例6中，未添加草酸；对比例7中，采用的母料为一种市售活性母料；对比例8中，采用的母料为另一种市售活性母料。
由表1知，与本发明中的方法制备的用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料相比较，对比例1的砂浆力学性能、湿基面粘结强度和砂浆抗渗性能均较差；对比例2的砂浆抗渗性能较差；对比例3的凝结时间较差；对比例4的凝结时间与砂浆抗渗性能均较差；对比例5、对比例6的砂浆力学性能、湿基面粘结强度和砂浆抗渗性能均较差；对比例7、对比例8的砂浆力学性能、湿基面粘结强度和砂浆抗渗性能均较差。
表2各实施例和对比例制备的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料的抗压强度回复率
Figure BDA0002994609130000252
Figure BDA0002994609130000261
由表2知，与采用本发明中的方法制备的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料相比较，对比例1的I0极限抗压强度、第二次抗压强度、抗压强度回复率均较差；对比例2的抗压强度回复率较差；对比例3的I0极限抗压强度与7d第二次抗压强度均较差；对比例4的I0极限抗压强度与第二次抗压强度均较差；对比例5、对比例6的I0极限抗压强度、第二次抗压强度、抗压强度回复率均较差；对比例7、对比例8的I0极限抗压强度、第二次抗压强度、抗压强度回复率均较差。
表3各实施例和对比例制备的的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料的水泡条件下抗折强度与抗压强度
Figure BDA0002994609130000262
由表2知，与采用本发明中的方法制备的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料相比较，对比例1、对比例4、对比例5、对比例6、对比例7、对比例8的28d抗折强度与28d抗压强度均较差；对比例2、对比例3的28d抗折强度与28d抗压强度接近对比例1-8。

Claims (8)

1.一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，其特征在于，由以下重量百分比含量的原料制备而成：
Figure FDA0002994609120000011
上述各原料的百分比含量之和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，其特征在于，所述活性母料为600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的混合物，600目高炉水渣超细粉、草酸与甲基硅酸钠的质量比为100：10～20：5～10。
3.根据权利要求2所述的一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，其特征在于，所述碱性渗透剂为Na2SiO3、Na2SO4与水的混合物，Na2SiO3、Na2SO4与水的质量比为5～3:3～2:2～1。
4.根据权利要求3所述的一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，其特征在于，所述快凝快硬水泥为硫铝酸盐水泥，其1小时抗压强度为20.3Mpa、28天抗压强度为60.2Mpa。
5.根据权利要求4所述的一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，其特征在于，所述石英砂粒径为0.5mm-4mm。
6.根据权利要求5所述的一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，其特征在于，所述滑石粉细度为800目。
7.根据权利要求6所述的一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料，其特征在于，所述重质碳酸钙细度为400目。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种用于隧道堵漏的快凝自愈型水泥基渗透结晶材料的制备方法，其特征在于，该制备方法如下：
将硅酸盐水泥、快凝快硬水泥、滑石粉和重质碳酸钙混合搅拌，得到混合粉料；磁力搅拌转速为100r/min～200r/min，搅拌时间15min～30min；
在所述述混合粉料中加入石英砂，磁力搅拌，得到A料；磁力搅拌转速为100r/min～200r/min，搅拌时间30min～45min；
将活性母料和碱性渗透剂混合，磁力搅拌，得到B料；磁力搅拌转速为250r/min～500r/min，搅拌时间5min～10min；
将所述A料和B料混合，磁力搅拌，即得。磁力搅拌转速为200r/min～400r/min，搅拌时间15min～30min。
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