專利名稱：隧道高溫巖面陶粒雙摻噴射混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)屬于混凝土領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用于隧道高溫巖面陶粒雙摻纖維噴射混凝土。
背景技術(shù)：
普通噴射混凝土主要由水泥、普通砂石及速凝劑組成，在熱害隧道中，巖石面溫度可達(dá)50°C以上，高溫下普通噴射混凝土由 于溫濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性、結(jié)構(gòu)變異、原材料內(nèi)因等可能造成混凝土自身的物理力學(xué)性能和與巖石的粘結(jié)性能下降I、由于普通噴射混凝土水泥用量較多，在高溫失水加速的情況下，水泥水化不充分，混凝土與巖石面粘結(jié)強(qiáng)度降低，噴射混凝土與巖石面的固結(jié)效果不良；2、由于水泥自身水化是放熱反應(yīng)，在熱環(huán)境下熱量散失受阻，混凝土內(nèi)部溫度可能上升到較高范圍，形成高溫早期養(yǎng)護(hù)效應(yīng)，水泥顆粒表面快速形成致密的水化產(chǎn)物外殼，混凝土早期抗壓強(qiáng)度提高，但外殼阻止了水分進(jìn)入水泥內(nèi)核，從而使后期的水化程度降低，強(qiáng)度下降；3、由于普通噴射混凝土組成材料中水泥等膠結(jié)材料和粗細(xì)骨料的熱工性能不同，界面原始缺陷在不均勻溫度變形時(shí)產(chǎn)生局部微應(yīng)力集中，導(dǎo)致缺陷擴(kuò)展，強(qiáng)度下降；4、環(huán)境熱害及混凝土自身發(fā)熱升溫，使混凝土在巖石異形面上產(chǎn)生不均勻變形，導(dǎo)致界面開裂，在隧道高溫巖面施工條件下這種不均勻變形更為明顯。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是，提供一種性能更為良好的噴射混凝土，使之具有導(dǎo)熱系數(shù)低、結(jié)構(gòu)變異小、粘結(jié)強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，適合在熱害隧道中使用的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的目的是通過如下的手段實(shí)現(xiàn)的。隧道高溫巖面陶粒雙摻噴射混凝土，混凝土按每立方米計(jì)膠凝材料總量為485 500kg，膠凝材料按重量百分比分別含水泥65 75%、粉煤灰15 20%、礦渣粉10 15% ;陶粒450 465kg ;聚丙烯纖維0. 9kg ;混凝土配制時(shí)速凝劑按膠凝材料重量的3 5%加入；水膠比不大于0. 5。本發(fā)明陶粒雙摻纖維噴射混凝土采用陶粒作為粗骨料，摻加粉煤灰礦粉替代部分水泥，摻加聚丙烯纖維作為抗裂組分，陶粒、摻和料及聚丙烯纖維給噴射混凝土在熱害環(huán)境的性能帶來一系列改善具有比普通噴射混凝土降低65 70%的導(dǎo)熱系數(shù)，輕質(zhì)、保溫、隔熱、耐火、抗震，在熱害隧道中混凝土本身就具有較好的降低熱傳導(dǎo)作用，成為隧道結(jié)構(gòu)的第一道隔熱屏障；彈性模量較低，具有較好適應(yīng)變形的能力，在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)不均勻溫度變形和巖石界面異形變化時(shí)，可吸收變形能量，降低混凝土開裂的可能；在陶粒混凝土中摻加一定數(shù)量的聚丙烯纖維后，可以形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不僅可以起到增強(qiáng)、增韌的作用，而且還可以有效防止輕骨料上浮，提高陶粒混凝土的穩(wěn)定性。摻加纖維可以使陶粒混凝土的粘度增加，可以有效控制輕骨料的自由運(yùn)動(dòng)，從而減小混凝土的分層離析，使混凝土材料分布更加均勻，從而改善陶粒混凝土的各項(xiàng)性能。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。本發(fā)明的陶粒雙摻噴射混凝土，按每立方米計(jì)膠凝材料總量為485 500kg，膠凝材料按重量百分比分別含水泥65 75%、粉煤灰15 20%、礦渣粉10 15% ;陶粒450 465kg，聚丙烯纖維0. 9kg，混凝土配制時(shí)速凝劑按膠凝材料重量的3 5%加入。所述礦渣粉和粉煤灰28d的活性指數(shù)分別不低于95%和70%。嚴(yán)格控制單方用水量和水膠比，單方用水量不超過245kg，水膠比不大于0. 5。試驗(yàn)表明陶粒混凝土輕質(zhì)、隔熱及抗震，本發(fā)明陶粒雙摻纖維噴射混凝土表觀密度1850 1950kg/m3，比普通噴射混凝土約減輕18 22%;導(dǎo)熱系數(shù)0. 45 0. 55W/ (m. K)，比普通噴射混凝土降低65 70%，在熱害隧道中陶粒雙摻混凝土具有較好的降低熱傳導(dǎo)作用，成為隧道結(jié)構(gòu)的第一道隔熱屏障；彈性模量I. 8 2. IXlO4MPa,比相近抗壓強(qiáng)度普通 噴射混凝土降低32 40%，具有較好適應(yīng)變形的能力，當(dāng)混凝土內(nèi)部出現(xiàn)不均勻溫度變形和巖石界面異形變化時(shí)，在纖維組分配合下可吸收變形能量，降低混凝土開裂的可能；纖維還可以有效防止輕骨料上浮，減小混凝土的分層離析，使混凝土材料分布更加均勻；摻加粉煤灰和礦粉后水泥用量減少，水化放熱降低，溫度的升高減緩，溫度引起的變形減小，水泥水化速度的減小，也使水泥的水化更加充分，擴(kuò)散容易，水化產(chǎn)物外殼不易形成，早后期強(qiáng)度均衡；由于陶粒具有吸水和放水的微泵作用，使混凝土的保水性能提高，混凝土失水現(xiàn)象明顯減少，水泥水化充分，混凝土與巖石面粘結(jié)強(qiáng)度發(fā)展良好。下述實(shí)施中原材料使用情況如下四川蛾勝水泥有限公司P. 042. 5普通硅酸鹽水泥；四川巨星新型材料有限公司JX-E3液體速凝劑及JX—GBNHy2高性能聚羧酸減水劑；遂寧熱電廠I級粉煤灰，密度2. lg/cm3，細(xì)度4. 4%，活性指數(shù)74% ;成都砼新建材有限公司生產(chǎn)的S95級礦粉，密度2. 9g/cm3,比表面積357m2/kg，活性指數(shù)95% ;廣漢河砂，細(xì)度模數(shù)2. 77，表觀密度為2632kg/m3，堆積密度為1630kg/m3，含泥量為I. 6% ;彭山陶粒，公稱粒徑為5 16連續(xù)粒級，筒壓強(qiáng)度為5. 9MPa，堆積密度為813. 4kg/m3，表觀密度為1333. 7kg/m3，空隙率為39. 01%, Ih吸水率《a=5. 554% ;長沙博特牌聚丙烯纖維。實(shí)施例I :LC25陶粒雙摻纖維噴射混凝土配制(濕噴法)每立方米混凝土主要原材料應(yīng)用情況及主要比例參數(shù)⑴膠凝材料總量485kg (75%水泥、15%粉煤灰、10%礦渣粉)；⑵陶粒454kg (普通碎石等體積替換)；⑶聚丙烯纖維0. 9kg ；⑷JX_GBNHy2高性能聚羧酸減水劑摻量0. 8% ； (5) JX-E3液體速凝劑摻量5% ；(6)砂率 0. 45 ;水膠比 0. 50。具體配合比如下表(單位kg)
權(quán)利要求
1.隧道高溫巖面陶粒雙摻噴射混凝土，其特征在于，混凝土按每立方米計(jì)膠凝材料總量為485 500kg，膠凝材料按重量百分比分別含水泥65 75%、粉煤灰15 20%、礦渣粉10 15% ;陶粒450 465kg ;聚丙烯纖維0. 9kg ;混凝土配制時(shí)速凝劑按膠凝材料重量的3 5%加入；水膠比不大于0. 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隧道高溫巖面陶粒雙摻噴射混凝土，其特征在于，所述礦渣粉28d活性指數(shù)不低于95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隧道高溫巖面陶粒雙摻噴射混凝土，其特征在于，粉煤灰28d活性指數(shù)不低于70%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隧道高溫巖面陶粒雙摻噴射混凝土，混凝土按每立方米計(jì)膠凝材料總量為485～500kg，膠凝材料分別含水泥65～75%、粉煤灰15～20%、礦渣粉10～15%；陶粒450～465kg；聚丙烯纖維0.9kg；混凝土配制時(shí)速凝劑按膠凝材料重量的3～5%加入；水膠比不大于0.5。本發(fā)明噴射混凝土在一定配量比物料協(xié)同作用下，具有比普通噴射混凝土低65～70%的導(dǎo)熱系數(shù)，比相近抗壓強(qiáng)度普通噴射混凝土低32~40%的彈性模量。另外，陶粒混凝土中摻加一定數(shù)量的聚丙烯纖維后形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在增強(qiáng)增韌的同時(shí)，有效防止輕骨料上浮，增加陶粒混凝土的粘度，減小混凝土的分層離析，使混凝土材料分布更加均勻，進(jìn)一步改善了陶粒混凝土的穩(wěn)定性，尤其適合用于熱害隧道施工使用。
文檔編號C04B28/00GK102718443SQ20121018991
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者葉躍忠, 宋登富, 崔圣愛, 曾曉輝, 李福海 申請人:西南交通大學(xué)