CN117700167A - 一种隧道锚固灌浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道锚固灌浆料及其制备方法，属于离缝灌浆料技术领域。公开了一种隧道锚固灌浆料，以重量份数计包括以下原料：水泥410‑530份、细骨料30‑50份、粗骨料10‑25份、石英砂100‑200份、膨胀剂40‑75份、聚羧酸早强型减水剂3‑5份、缓释剂1‑3份、补强剂2‑10份、填充剂2‑10份、改性流动剂2‑5份、混杂纤维1.5‑3份、分散剂0.1‑1份、消泡剂1‑5份；还公开了将各原料按照步骤混合均匀的隧道锚固灌浆料的制备方法。本发明提供的隧道锚固灌浆料具有较好的抗开裂效果，防渗水能力强，在快速凝结后不易开裂、破损、下陷、翻浆冒泥等现象，使用寿命较长。

Description

一种隧道锚固灌浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及离缝灌浆料技术领域，更具体的说是涉及一种隧道锚固灌浆料及其制备方法。

背景技术

隧道工程作为铁路运输中的控制性环节，其服役状态直接决定着整条线路的运营能力。目前，我国铁路隧道在运营过程中发生不少衬砌裂缝、轨道板离缝、渗水、脱空等病害，严重威胁隧道运营安全。衬砌裂缝易诱发隧道渗漏水，加速混凝土结构的老化，影响隧道结构的耐久性。隧道基底结构在长期循环振动荷载作用下会出现开裂、破损、轨道板脱空、下陷、向两侧外挤以及翻浆冒泥等现象，导致隧道使用寿命缩短，结构强度、刚度、稳定性等方面的安全储备下降。这些病害不同程度地恶化行车条件、限制行车速度、危及行车安全、缩短隧道的维护周期和使用寿命，并制约铁路安全高效服役。

针对铁路隧道衬砌及轨道板离缝、渗水及脱空病害，目前常用的工程措施是注浆。受铁路隧道工程施工天窗短、操作空间有限、施工环境恶劣等的限制，要求适用于铁路隧道灌浆材料应具有以下特点：良好的可注性、流动度、早强、耐久、环保等。常见离缝注浆材料主要有水玻璃类、水泥浆类、粘土类以及高分子材料等几大类。隧道衬砌或轨道板出现离缝后，常采用传统普通砂浆修复，但填充砂浆、浮浆与隧道衬砌不是一体，粘结强度低，砂浆修复的质量常难以保证，固化时间长，强度增长慢，浆液流动度较差，不能充分填实脱空区或裂缝区，存在砂浆脱落或掉块的风险。

因此，如何开发一种固化时间短，强度增长快，浆液流动度好，能充分填实脱空区或裂缝区的隧道锚固灌浆料是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种隧道锚固灌浆料及其制备方法，充分协调了砂浆强度、粘接性能和流动度之间的矛盾。解决了传统砂浆修复的质量常难以保证，固化时间长，强度增长慢，浆液流动度较差，不能充分填实脱空区或裂缝区，存在砂浆脱落或掉块的风险等问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种隧道锚固灌浆料，以重量份数计包括以下原料：水泥410-530份、细骨料30-50份、粗骨料10-25份、石英砂100-200份、膨胀剂40-75份、聚羧酸早强型减水剂3-5份、缓释剂1-3份、补强剂2-10份、填充剂2-10份、改性流动剂2-5份、混杂纤维1.5-3份、分散剂0.1-1份、消泡剂1-5份。

优选的，所述水泥为快硬硅酸盐水泥。

优选的，所述细骨料为河砂、机制砂、山砂、磨细矿渣粉中的一种或多种。

优选的，所述粗骨料为碎石颗粒、碎卵石、珍珠岩砂或蛭石砂中的一种或多种。

优选的，所述石英砂为细度模数2.3-3.0的中粗砂。

优选的，所述聚羧酸早强型减水剂为减水率不低于25％的聚醚型聚羧酸减水剂或减水率不低于25％的聚酯型聚羧酸减水剂。

优选的，所述缓释剂为酒石酸；所述补强剂为炭黑；所述填充剂为石墨。

优选的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂中的一种或多种。

优选的，所述混杂纤维为长度5mm和10mm的玄武岩纤维按照1:1的比例混合而成。

进一步的，本发明提供一种隧道锚固灌浆料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将水泥过筛，过筛目数为90-100目，将细骨料过筛，过筛目数为60-70目，将粗骨料过筛，过筛目数为50-60目；

S2：将硅酸盐水泥、细骨料和粗骨料搅拌均匀，加入石英砂放入搅拌机内继续搅拌；

S3：放入膨胀剂、聚羧酸早强型减水剂、缓释剂、补强剂、填充剂、改性流动剂、混杂纤维、分散剂、消泡剂搅拌均匀，得到所述隧道锚固灌浆料。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种隧道锚固灌浆料及其制备方法，本发明提供的隧道锚固灌浆料采用快硬硫铝酸盐水泥使灌浆料早强高强；加入合适掺量的粗骨料、细骨料、石英砂以及膨胀剂使得产品具有良好的和易性及耐久性，不泌水泌浆，无收缩、微膨胀，与界面达到良好连接；采用减水剂、缓凝剂、混杂纤维、填充剂、改性流动剂、分散剂、消泡剂以及补强剂可以使产品获得良好的流动性，合适的凝结时间，抗裂抗渗、早强高强的等优异的性能；而且，本发明采用的材料均为环保材料，具有无毒、对水质及周围环境无污染等优点，解决了传统普通砂浆修复的浮浆与隧道衬砌不是一体，粘结强度低等问题。

本发明提供的隧道锚固灌浆料具有较好的抗开裂效果，防渗水能力强，在快速凝结后不易开裂、破损、下陷、翻浆冒泥等现象，使用寿命较长。

具体实施方式

下面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提供一种隧道锚固灌浆料

快硬硅酸盐水泥430份、细骨料30份、粗骨料25份、石英砂200份、膨胀剂40份、聚醚型聚羧酸减水剂3份、酒石酸1份、补强剂5份、填充剂7份、改性流动剂2份、混杂纤维1.5份、分散剂0.5份、聚醚类消泡剂3份。

所述细骨料为河砂、山砂的混合物。

所述粗骨料为碎卵石、蛭石砂的混合物。

实施例2提供一种隧道锚固灌浆料

快硬硅酸盐水泥450份、细骨料35份、粗骨料15份、石英砂140份、膨胀剂50份、聚醚型聚羧酸减水剂3份、酒石酸1份、补强剂5份、填充剂7份、改性流动剂3份、混杂纤维1.5份、分散剂0.7份、有机硅类消泡剂3份。

所述细骨料为机制砂、山砂、磨细矿渣粉的混合物。

所述粗骨料为碎石颗粒。

实施例3提供一种隧道锚固灌浆料

快硬硅酸盐水泥470份、细骨料40份、粗骨料20份、石英砂150份、膨胀剂50份、聚酯型聚羧酸减水剂4份、酒石酸2份、补强剂7份、填充剂7份、改性流动剂3份、混杂纤维2份、分散剂0.7份、聚醚类消泡剂3份。

所述细骨料为机制砂。

所述粗骨料为碎石颗粒、碎卵石的混合物。

实施例4提供一种隧道锚固灌浆料

快硬硅酸盐水泥500份、细骨料50份、粗骨料25份、石英砂180份、膨胀剂60份、聚醚型聚羧酸减水剂4份、酒石酸2份、补强剂7份、填充剂7份、改性流动剂5份、混杂纤维2份、分散剂1份、有机硅类消泡剂3份。

所述细骨料为山砂、磨细矿渣粉的混合物。

所述粗骨料为碎石颗粒、碎卵石的混合物。

实施例5提供一种隧道锚固灌浆料

快硬硅酸盐水泥520份、细骨料50份、粗骨料25份、石英砂200份、膨胀剂70份、聚醚型聚羧酸减水剂4份、酒石酸2份、补强剂10份、填充剂7份、改性流动剂5份、混杂纤维3份、分散剂1份、有机硅类消泡剂5份。

所述细骨料为山砂。

所述粗骨料为碎卵石。

实施例6提供一种隧道锚固灌浆料的制备方法

包括如下步骤：

S1：将水泥过筛，过筛目数为90-100目，将细骨料过筛，过筛目数为60-70目，将粗骨料过筛，过筛目数为50-60目；

S2：将硅酸盐水泥、细骨料和粗骨料搅拌均匀，加入石英砂放入搅拌机内继续搅拌；

S3：放入膨胀剂、聚羧酸早强型减水剂、缓释剂、补强剂、填充剂、改性流动剂、混杂纤维、分散剂、消泡剂搅拌均匀，得到所述隧道锚固灌浆料。

按照国家标准GB/T50448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》的检测方法对实施例1-5及市售灌浆料产品进行性能检测，检测结果如下表1；

其中，加水量与离缝灌浆料的质量比为0.15，即称量2kg离缝灌浆料，0.3kg水混合搅拌均匀后进行性能检测。

表1检测结果

从表1数据可以看出：本发明所制备的用于隧道锚固的灌浆料具有自流性好、早强、高强、无收缩、微膨胀、无毒、对水质及周围环境无污染、耐久性好等优点，解决了传统普通砂浆修复的浮浆与隧道衬砌不是一体，粘结强度低等问题，还解决了传统砂浆修复的质量常难以保证，固化时间长，强度增长慢，浆液流动度较差，不能充分填实脱空区或裂缝区，存在砂浆脱落或掉块的风险等问题。

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)

1.一种隧道锚固灌浆料，其特征在于，以重量份数计包括以下原料：水泥410-530份、细骨料30-50份、粗骨料10-25份、石英砂100-200份、膨胀剂40-75份、聚羧酸早强型减水剂3-5份、缓释剂1-3份、补强剂2-10份、填充剂2-10份、改性流动剂2-5份、混杂纤维1.5-3份、分散剂0.1-1份、消泡剂1-5份。

2.如权利要求1所述的一种隧道锚固灌浆料，其特征在于，所述水泥为快硬硅酸盐水泥。

3.如权利要求1所述的一种隧道锚固灌浆料，其特征在于，所述细骨料为河砂、机制砂、山砂、磨细矿渣粉中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种隧道锚固灌浆料，其特征在于，所述粗骨料为碎石颗粒、碎卵石、珍珠岩砂或蛭石砂中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种隧道锚固灌浆料，其特征在于，所述石英砂为细度模数2.3-3.0的中粗砂。

6.如权利要求1所述的一种隧道锚固灌浆料，其特征在于，所述聚羧酸早强型减水剂为减水率不低于25％的聚醚型聚羧酸减水剂或减水率不低于25％的聚酯型聚羧酸减水剂。

7.如权利要求1所述的一种隧道锚固灌浆料，其特征在于，所述缓释剂为酒石酸；所述补强剂为炭黑；所述填充剂为石墨。

8.如权利要求1所述的一种隧道锚固灌浆料，其特征在于，所述消泡剂为聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的一种隧道锚固灌浆料，其特征在于，所述混杂纤维为长度5mm和10mm的玄武岩纤维按照1:1的比例混合而成。

10.一种权利要求1-9任一所述隧道锚固灌浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将水泥过筛，过筛目数为90-100目，将细骨料过筛，过筛目数为60-70目，将粗骨料过筛，过筛目数为50-60目；

S2：将硅酸盐水泥、细骨料和粗骨料搅拌均匀，加入石英砂放入搅拌机内继续搅拌；

S3：放入膨胀剂、聚羧酸早强型减水剂、缓释剂、补强剂、填充剂、改性流动剂、混杂纤维、分散剂、消泡剂搅拌均匀，得到所述隧道锚固灌浆料。