CN117567068A - 一种耐水型回弹抑制增粘剂、制备和使用方法及应用 - Google Patents
一种耐水型回弹抑制增粘剂、制备和使用方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117567068A CN117567068A CN202311564508.XA CN202311564508A CN117567068A CN 117567068 A CN117567068 A CN 117567068A CN 202311564508 A CN202311564508 A CN 202311564508A CN 117567068 A CN117567068 A CN 117567068A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- parts
- component
- tackifier
- resistant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 91
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 38
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 37
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 13
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 10
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 6
- 239000011325 microbead Substances 0.000 claims description 6
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 6
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 5
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 5
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 5
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 claims description 5
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 5
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 5
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 5
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 5
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 3
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000003469 silicate cement Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012758 reinforcing additive Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/44—Thickening, gelling or viscosity increasing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00146—Sprayable or pumpable mixtures
- C04B2111/00155—Sprayable, i.e. concrete-like, materials able to be shaped by spraying instead of by casting, e.g. gunite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00724—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明属于土木工程材料技术领域，公开了一种耐水型回弹抑制增粘剂、制备和使用方法及应用，所述耐水型回弹抑制增粘剂包括以下重量份的组分：耐水组分2～11.5份、保水增稠组分3～32.5份、纤维增粘组分5～10份、流变增效组分25～50份、早强组分20～40份、纳米增强助剂1～5.5份。本发明在不降低喷射混凝土流动性和延长凝结时间的前提下，可有效提高喷射混凝土与潮湿岩面的粘聚性能和耐水冲刷性能，同时提高喷射混凝土自身粘聚性，并提高喷射混凝土早期强度，进而大幅降低喷射混凝土回弹率，提高施工质量，有效降低喷射混凝土综合成本。
Description
技术领域
本发明属于土木工程材料技术领域，更具体的说是涉及一种耐水型回弹抑制增粘剂、制备和使用方法及应用，尤其是在富水隧道用喷射混凝土中的应用。
背景技术
喷射混凝土(Shotcrete)是隧道支护结构的重要组成部分，是借助专用机械设备，利用压缩空气或其它动力，将混凝土拌合物喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。喷射混凝土以其施工速度快、工艺简单、作业方式灵活等特点在隧道、煤矿井巷、护坡及修护工程中被广泛运用。喷射混凝土与锚杆、模筑二衬混凝土共同组成的复合衬砌结构也是我国铁路隧道支护的主流技术方案，在复合衬砌结构中，喷射混凝土被赋予形成支护结构、控制围岩松弛与变形、防止围岩劣化等作用。
喷射混凝土的主要性能特点是凝结时间快、早期强度增长迅速、具有自密实作用和协同变形能力，在压缩空气射流动力作用下，能与隧道岩壁或坡壁形成良好粘接，快速凝结在岩体表面。但在实际工程应用中，喷射混凝土与岩壁的粘接作用并没有设计预期的那么快速形成和起作用，变现为喷射至岩壁或坡壁表面的喷射混凝土会大量被弹回和脱落，即回弹率高，一般隧道工程喷射混凝土的回弹率在20％～30％左右，部分的可达50％。特别是在富水、涌水隧道的潮湿岩面条件下，喷射混凝土由于自身耐水性能一般，与流水潮湿岩面接触后，受岩壁水膜的隔离作用以及流水的冲刷作用，其与岩壁的粘接作用受到大幅削弱，导致回弹率更高。目前，为降低喷射混凝土回弹率，技术人员提出的方法很多，主要是从工艺设备和材料自身两方面考虑：一方面是通过优化改进喷射混凝土施工工艺与施工装备，采用湿喷工艺代替传统干喷工艺，研发新型喷射机，优化喷射压力、角度等工艺参数；另一方面从喷射混凝土材料自身进行优化改进，通过优化配合比参数，提高水泥强度，掺入高性能速凝剂、高效减水剂、纤维以及增粘剂等方式改善提高喷射混凝土性能。各种改进方法作用效果各不相同，尚未形成一个有效统一的措施，对喷射混凝土性能的优化改进也一直在持续进行。
目前的混凝土添加剂存在诸多问题：专利CN202010979238.9主要是通过增粘和早强作用改善喷射混凝土性能，并提高力学性能和耐久性能，并未涉及流水潮湿界面需求。专利CN202010891868.0主要是以减水和消泡功能为主的材料组成，以提高喷射混凝土早期强度快速增长为目的，不具有增粘和耐水功能。专利CN202011346897.5主要是以常规矿物掺合料粉煤灰、硅灰、偏高岭土、石膏等材料为主的以提高喷射混凝土密实耐久性为主要目的的发明。专利CN202110946845.X主要是采用不同类型纤维进行复合的方式来提高喷射混凝土自身粘聚性，不具有潮湿流水界面喷射混凝土性能改善能力。专利CN202210750922.9主要是通过速凝剂和纳米悬浮剂改善喷射混凝土自身性能。专利CN201910371601.6主要以喷射混凝土自身增粘和早强作用为主，也不具备提高喷射混凝土流水潮湿界面粘接能力。专利CN201711294401.2以减水剂、消泡剂、增稠剂和矿物掺和料为主，以提高喷射混凝土抗腐蚀性能为主要目的材料，同样不具备改善喷射混凝土在富水、涌水隧道中的粘接性能的能力。综上，目前尚无针对富水隧道流水潮湿界面用喷射混凝土粘接性能差、不耐水、回弹率高的有效解决措施。
因此，如何提供一种富水隧道喷射混凝土用耐水型回弹抑制增粘剂，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术中的缺点和不足，本发明提供了一种耐水型回弹抑制增粘剂、制备和使用方法及应用，主要通过物理和化学作用改善喷射混凝土拌和物自身粘聚性和耐水侵蚀与冲刷能力，提高其与流水潮湿岩壁的粘接性能，确保其在涌水、富水隧道潮湿岩壁上能快速粘接、凝结固化，大幅降低回弹率。
本发明目的之一，提供一种耐水型回弹抑制增粘剂，具体包括：
耐水组分2～11.5份、保水增稠组分3～32.5份、纤维增粘组分5～10份、流变增效组分25～50份、早强组分20～40份、纳米增强助剂1～5.5份。
优选的，所述耐水组分选自乙烯-醋酸乙烯酯胶粉、氟代聚丙烯酸酯胶粉、氯丁烯-乙烯-月桂酸乙烯酯胶粉中的一种或两种组合。
上述技术方案的有益效果是：氟代聚丙烯酸酯胶粉和氯丁烯-乙烯-月桂酸乙烯酯胶粉可以水泥水化产物氢氧化钙反应，使得酯键分解，胶粉会通过静电吸附的方式与水泥基材料相连接，使得在水环境中不易脱落；此外耐水组分中氟代聚丙烯酸酯胶粉和氯丁烯-乙烯-月桂酸乙烯酯胶粉的“亲水亲油平衡值”较低，成膜后具有出色的耐水敏感性，适用于富水隧道环境。
优选的，所述保水增稠组分选自聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、羟丙基甲基纤维素、膨润土中的一种或两种组合；所述聚丙烯酰胺的重均分子量为400万～1200万；所述聚氧化乙烯的重均分子量为80万～500万；所述羟丙基甲基纤维素的重均分子量为5000～10万。
上述技术方案的有益效果是：通过选择合理重均分子量的保水增稠组分，不仅实现掺加保水增稠组分的混凝土耐水敏感性显著提升，还能保证混凝土粘度较少，工作性能满足应用要求。
优选的，所述纤维增粘组分选自短切聚乙烯醇纤维、木质素纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维中的一种或两种组合；所述短切聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维的长度均为2mm-5mm；所述木质素纤维的长度为1mm-2mm。
优选的，所述流变增效组分选自粉煤灰、微珠、矿粉、硅灰、超细石粉的一种或两种组合；所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述微珠中粒径10μm以下颗粒的含量≥90％；所述矿粉的比表面积≥500m2/kg；所述硅灰的二氧化硅含量≥90％；所述超细石粉的比表面积≥600m2/kg。
上述技术方案的有益效果是：流变增效组分由于其微观具有一定的微球结构，且在搅拌阶段反应活性很低，可实现新拌混凝土流变性能显著提升。
优选的，所述早强组分选自硫铝酸盐水泥、C3S微粉、超细普通硅酸盐水泥中的一种或两种组合；所述C3S微粉为工业级；所述超细普通硅酸盐水泥的比表面积为600m2/kg～900m2/kg。
上述技术方案的有益效果是：硫铝酸盐水泥和超细普通硅酸盐水泥遇水反应迅速放热，可使得混凝土在短时间内具有一定强度；C3S微粉随反应活性相比上述两种材料较低，但C3S微粉与上述两种材料复合使用时由于热激发也可使得其在短时间内具有一定强度，此外C3S微粉在反应后期强度增长率更高，可使得混凝土后期强度随之增加。
优选的，所述纳米增强助剂选自纳米C-S-H凝胶、纳米SiO2、纳米碳酸钙中的一种。
上述技术方案的有益效果是：纳米增强助剂通过纳米效应，仅掺加少许至混凝土中即可实现将混凝土原材料有机成为一个整体，使得混凝土抗拉强度和抗折强度显著提高，有效降低富水隧道环境下喷射混凝土的回弹率。
本发明的目的之二，提供一种耐水型回弹抑制增粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按所述重量份，称取各组分；
(2)将流变增效组分、纤维增粘组分、保水增稠组分和纳米增强助剂加入到双轴高速分散机中，在1000～1400r/min下分散5min，得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物加入到重力式混料机中，同时加入耐水组分和早强组分，在20-40r/min下共同混合10min，得到耐水型回弹抑制增粘剂。
本发明目的之三，提供一种耐水型回弹抑制增粘剂在富水隧道用喷射混凝土生产中的应用。
本发明目的之四，提供一种耐水型回弹抑制增粘剂的使用方法，所述耐水型回弹抑制增粘剂在喷射混凝土生产时与水泥一同加入，每立方米混凝土中掺加量为10kg～30kg，同等质量取代水泥。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：
本发明针对富水、涌水隧道岩壁在流水或潮湿条件下喷射混凝土粘接性差、易脱落、回弹率高等问题，提出了一种耐水型回弹抑制增粘剂，将耐水组分、保水增稠组分、纤维增粘组分以及流变增效组分有机结合，在不降低喷射混凝土流动性和延长凝结时间的前提下，可有效提高喷射混凝土与潮湿岩面的粘聚性能和耐水冲刷性能，同时提高喷射混凝土自身粘聚性；早强组分和纳米增强助剂的加入，提高了喷射混凝土早期强度和整体性，进而大幅降低喷射混凝土回弹率，提高施工质量，有效降低喷射混凝土综合成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种耐水型回弹抑制增粘剂，按照流变增效组分30份(其中微珠20份、硅灰10份)、纤维增粘组分5份(其中木质素纤维3份、聚丙烯纤维2份)、保水增稠组分25份(其中聚丙烯酰胺3份、膨润土22份)、纳米增强助剂1.5份(纳米C-S-H凝胶1.5份)的重量份准确称取各组分后，加入双轴高速分散机中，在1000～1400r/min下分散5min；然后将混合物放入重力式混料机中，同时按耐水组分11.5份(乙烯-醋酸乙烯酯胶粉5.5份、氟代聚丙烯酸酯胶粉6份)、早强组分27份(低碱硫铝酸盐水泥24份、C3S微粉3份)的重量份计量称重后，投入重力式混料机中，在20～40r/min下共同混合10min，得到耐水型回弹抑制增粘剂。
实施例2
本实施例提供一种耐水型回弹抑制增粘剂，按照流变增效组分44份(其中粉煤灰30份、超细石粉14份)、纤维增粘组分8份(其中短切聚乙烯醇纤维4份、聚丙烯腈纤维4份)、保水增稠组分15份(其中聚氧化乙烯2份、膨润土13份)、纳米增强助剂4份(纳米碳酸钙4份)的重量份准确称取各组分后，加入双轴高速分散机中，在1000～1400r/min下分散5min；然后将混合物放入重力式混料机中，同时按耐水组分9份(氯丁烯-乙烯-月桂酸乙烯酯胶粉9份)、早强组分20份(超细普通硅酸盐水泥20份)的重量份例计量称重后，投入重力式混料机中，在20～40r/min下共同混合10min，得到耐水型回弹抑制增粘剂。
实施例3
本实施例提供一种耐水型回弹抑制增粘剂，按照流变增效组分48份(其中粉煤灰28份、矿粉20份)、纤维增粘组分10份(木质素纤维10份)、保水增稠组分3份(羟丙基甲基纤维素3份)、纳米增强助剂1份(纳米SiO21份)的重量份准确称取各组分后，加入双轴高速分散机中，在1000～1400r/min下高速分散5min；然后将混合物放入重力式混料机中，同时按耐水组分2份(乙烯-醋酸乙烯酯胶粉2份)、早强组分36份(其中超细普通硅酸盐水泥30份、C3S微粉6份)的重量份计量称重后，投入重力式混料机中，在20～40r/min下共同混合10min，得到耐水型回弹抑制增粘剂。
实施例4
本实施例提供一种耐水型回弹抑制增粘剂，按照流变增效组分27份(微珠27份)、纤维增粘组分9份(其中短切聚乙烯醇纤维7份、木质素纤维2份)、保水增稠组分32.5份(膨润土32.5份)、纳米增强助剂5.5份(纳米碳酸钙5.5份)的重量份准确称取各组分后，加入双轴高速分散机中，在1000～1400r/min高速分散5min；然后将混合物放入重力式混料机中，同时按耐水组分6份(其中乙烯-醋酸乙烯酯胶粉3份、氯丁烯-乙烯-月桂酸乙烯酯胶粉3份)、早强组分20份(硫铝酸盐水泥20份)的重量份计量称重后投入重力式混料机中，在20～40r/min下共同混合10min，得到耐水型回弹抑制增粘剂。
实施例5和实施例6的增粘剂与实施例3相同，区别之处在于增粘剂在混凝土中的掺量。将各实施例所得耐水型回弹抑制增粘剂用于制备喷射混凝土，喷射混凝土配合比和性能测试结果如表1-表3所示。其中，混凝土坍落度、扩展度以及泌水率参考GB/T 50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》，抗压强度参考GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》，拱顶回弹率参考JGJ/T 372-2016《喷射混凝土应用技术规程》。
表1喷射混凝土配合比(kg/m3)
表2喷射混凝土性能测试结果
表3不同耐水型回弹抑制增粘剂掺量对喷射混凝土性能的影响
通过表2可以发现，掺加了耐水型回弹抑制增粘剂的喷射混凝土各龄期抗压强度均高于对比例，而拱顶处回弹率均低于对比例，其中抑制回弹率效果依次为：实施例2>实施例1>实施例4>实施例3。实施例2效果最优是因为耐水组分氯丁烯-乙烯-月桂酸乙烯酯胶粉具有优异的防水性，可以有效提高混凝土的粘结力和粘附性能。实施例1效果次之是因为早强组分含量最高，其中硫铝酸盐水泥的早期强度发展最快，更利于混凝土凝结硬化，一定程度上抑制了混凝土回弹。实施例3效果最差是因为耐水组分过少，且传统的乙烯-醋酸乙烯酯增加混凝土粘结能力有限，即使增粘剂中早强组分含量较高，但由于耐水性差，粘附能力不足，混凝土回弹率最高。
表3为按照实施例3的制备方法将耐水型回弹抑制增粘剂掺加至喷射混凝土中，测试了不同掺量下其对喷射混凝土性能的影响。
由上述测试可以得出，本发明的耐水组分、保水增稠组分、纤维增粘组分、流变增效组分、早强组分和纳米增强助剂的上下限值以及区间值均能实现喷射混凝土在富水隧道流水潮湿岩壁上具有高耐水性能、高粘结性能和低回弹率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种耐水型回弹抑制增粘剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：耐水组分2～11.5份、保水增稠组分3～32.5份、纤维增粘组分5～10份、流变增效组分25～50份、早强组分20～40份、纳米增强助剂1～5.5份。
2.根据权利要求1所述的一种耐水型回弹抑制增粘剂，其特征在于，所述耐水组分选自乙烯-醋酸乙烯酯胶粉、氟代聚丙烯酸酯胶粉、氯丁烯-乙烯-月桂酸乙烯酯胶粉中的一种或两种组合。
3.根据权利要求1所述的一种耐水型回弹抑制增粘剂，其特征在于，所述保水增稠组分选自聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、羟丙基甲基纤维素、膨润土中的一种或两种组合；
所述聚丙烯酰胺的重均分子量为400万～1200万；
所述聚氧化乙烯的重均分子量为80万～500万；
所述羟丙基甲基纤维素的重均分子量为5000～10万。
4.根据权利要求1所述的一种耐水型回弹抑制增粘剂，其特征在于，所述纤维增粘组分选自短切聚乙烯醇纤维、木质素纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维中的一种或两种组合；
所述短切聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维的长度均为2mm-5mm；
所述木质素纤维的长度为1mm-2mm。
5.根据权利要求1所述的一种耐水型回弹抑制增粘剂，其特征在于，所述流变增效组分选自粉煤灰、微珠、矿粉、硅灰、超细石粉的一种或两种组合；
所述粉煤灰为I级粉煤灰；
所述微珠中粒径10μm以下颗粒的含量≥90％；
所述矿粉的比表面积≥500m2/kg；
所述硅灰的二氧化硅含量≥90％；
所述超细石粉的比表面积≥600m2/kg。
6.根据权利要求1所述的一种耐水型回弹抑制增粘剂，其特征在于，所述早强组分选自硫铝酸盐水泥、C3S微粉、超细普通硅酸盐水泥中的一种或两种组合；
所述C3S微粉为工业级；
所述超细普通硅酸盐水泥的比表面积为600m2/kg～900m2/kg。
7.根据权利要求1所述的一种耐水型回弹抑制增粘剂，其特征在于，所述纳米增强助剂选自纳米C-S-H凝胶、纳米SiO2、纳米碳酸钙中的一种。
8.一种耐水型回弹抑制增粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按权利要求1-7任一所述耐水型回弹抑制增粘剂称取各组分；
(2)将流变增效组分、纤维增粘组分、保水增稠组分和纳米增强助剂加入到双轴高速分散机中，在1000～1400r/min下分散5min，得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物加入到重力式混料机中，同时加入耐水组分和早强组分，在20～40r/min下共同混合10min，得到耐水型回弹抑制增粘剂。
9.一种耐水型回弹抑制增粘剂的应用，其特征在于，权利要求1-7任一所述的耐水型回弹抑制增粘剂或权利要求8所述的制备方法制备得到的耐水型回弹抑制增粘剂在富水隧道用喷射混凝土生产中的应用。
10.一种耐水型回弹抑制增粘剂的使用方法，其特征在于，将权利要求1-7任一所述的耐水型回弹抑制增粘剂或权利要求8所述的制备方法制备得到的耐水型回弹抑制增粘剂在喷射混凝土生产时与水泥一同加入；
其中，每立方米混凝土中掺加量为10kg～30kg，同等质量取代水泥。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311564508.XA CN117567068A (zh) | 2023-11-22 | 2023-11-22 | 一种耐水型回弹抑制增粘剂、制备和使用方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311564508.XA CN117567068A (zh) | 2023-11-22 | 2023-11-22 | 一种耐水型回弹抑制增粘剂、制备和使用方法及应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117567068A true CN117567068A (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=89893187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311564508.XA Pending CN117567068A (zh) | 2023-11-22 | 2023-11-22 | 一种耐水型回弹抑制增粘剂、制备和使用方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117567068A (zh) |
-
2023
- 2023-11-22 CN CN202311564508.XA patent/CN117567068A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109503103B (zh) | 一种超高韧性碱激发喷射混凝土及其制备方法 | |
| KR101582576B1 (ko) | 보수용 고강도 몰탈 조성물, 이를 포함하는 보수용 고강도 몰탈 및 이의 제조방법 | |
| CN104891891A (zh) | 一种3d打印水泥基材料及其制备方法 | |
| CN105060793A (zh) | 一种高钛重矿渣砂c50自密实微膨胀钢管混凝土及其制备方法 | |
| CN112047666B (zh) | 一种碱激发高炉镍铁渣喷射混凝土 | |
| CN106517870A (zh) | 一种高效喷射干湿拌砂浆增塑剂组合物及其制备方法、应用方法 | |
| CN107651893B (zh) | 一种防辐射装饰水泥 | |
| CN111003980B (zh) | 一种高延性防水抗裂复合砂浆及其拌和方法和施工工艺 | |
| CN103113077A (zh) | 一种脱硫石膏混凝土 | |
| CN113185224A (zh) | 一种新型的以铁尾矿粉为原料的建筑用砂浆及其制备方法 | |
| CN114213094B (zh) | 一种再生陶瓷粉地聚合物修补砂浆及其制备方法 | |
| CN111574103A (zh) | 一种喷射混凝土用多组分复合增效剂及其制备方法 | |
| CN112441760A (zh) | 喷射混凝土用复合掺和料及其制备方法与应用 | |
| CN111003966B (zh) | 一种抗硫酸盐低碱硅酸盐水泥增强剂及其应用 | |
| CN105060791A (zh) | 一种适于钢锚梁索塔锚固结构的c60自密实补偿收缩抗裂混凝土及其制备方法 | |
| CN112125570A (zh) | 一种喷射混凝土用掺合料及其制备方法和应用 | |
| CN107140897A (zh) | 一种装饰工程施工用水泥砂浆及其制备方法 | |
| CN107628790B (zh) | 一种装饰水泥 | |
| CN111234711A (zh) | 一种高耐久性无机植筋胶及其制备方法 | |
| CN109516737B (zh) | 座浆料及其制备方法和应用 | |
| CN115057679B (zh) | 一种风电钢混塔架专用100MPa无收缩座浆料及其制备方法 | |
| CN116514483A (zh) | 一种自密实高韧性半柔路面灌浆料及制备方法 | |
| CN115745537A (zh) | 一种轻质抹灰砂浆及制备方法 | |
| CN117567068A (zh) | 一种耐水型回弹抑制增粘剂、制备和使用方法及应用 | |
| CN113511860B (zh) | 一种乳化沥青改性的低回弹喷射混凝土及其配制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |