本發明涉及隧道工程材料制備，具體涉及一種高韌性隧道填充材料。
背景技術：
1、在地下工程領域，一般采用水泥砂漿填充隧道外壁空腔。水泥砂漿的缺陷，如缺乏形變恢復能力、抗彎強度低、隨溫度變化容易產生開裂等，是隧道整體壽命和安全的嚴重隱患。隨著隧道工程設計安全要求的提高，常規水泥砂漿的韌性已難以滿足工程所需的抗拉和抗彎強度。為應對隧道外壁復雜苛刻的應力環境，開發出一種具有高韌性的填充材料是目前亟需解決的一個工程問題。
技術實現思路
1、針對上述問題，本發明提供一種高韌性隧道填充材料。
2、本發明的目的采用以下技術方案來實現：
3、一種高韌性隧道填充材料，包括包括組分a、組分b和組分c，其中，所述組分a的制備方法包括以下步驟：
4、a1、將短切埃洛石納米管分散在水中，調節ph為堿性，加入六偏磷酸鈉，攪拌混合后進行超聲處理，超聲后的混合體系以1000-2000rpm離心10-20min，取上清液以3000-4000rpm離心15-25min，取上清液以6000-7000rpm離心20-30min，取上清液以9000-10000rpm離心25-35min，收集沉淀，備用；
5、a2、將步驟a1制得的短切埃洛石納米管超聲分散在堿性的tween?20水溶液中，分離出沉淀，水洗、干燥后與γ-氨丙基三乙氧基硅烷和無水碳酸鈉混合，在80-85℃下攪拌反應22-28h，反應完成后冷卻，分離沉淀并分別以無水乙醇和四氫呋喃洗滌，真空干燥后加入到聚四氫呋喃醚二醇中，超聲分散混合混合后制得所述組分a；
6、所述組分b的制備方法包括以下步驟：
7、b1、將碳酸胍與乙酰乙酸乙酯加入到無水乙醇中，在78-80℃下攪拌反應12-18h，冷卻至室溫，分離沉淀并以去離子水、乙醇和丙酮洗滌，干燥后得到產物一；
8、b2、將所述產物一加入到六亞甲基二異氰酸酯中，在98-100℃下攪拌反應16-20h，冷卻至室溫，加入石油醚攪拌混合，分離沉淀并以石油醚洗滌，干燥后得到產物二；
9、b3、將所述產物二和2-氨基-1,3-丙二醇加入到n,n-二甲基甲酰胺中，在98-100℃下攪拌反應4-7h，除去沉淀，上清液加入乙酸乙酯和石油醚的混合溶液，充分攪拌混合后分離沉淀并以無水丙酮洗滌，干燥后得到產物三；
10、b4、將所述產物三加入到聚合物多元醇中，充分攪拌混合后制得所述組分b；
11、所述組分c的制備方法包括以下步驟：
12、c1、將無水碳酸氫鈉和七水硫酸鋅進行混合球磨，球磨產物以去離子水洗滌后，升溫至200-250℃并保溫3-5h，冷卻后得到產物四；將所述產物四與鐵粉進行混合球磨，得到產物五；
13、c2、將所述產物五加入到4,4'二環己基甲烷二異氰酸酯中，充分攪拌混合后制得所述組分c。
14、在一些優選的實施方式中，步驟a1中所述短切埃洛石納米管與所述六偏磷酸鈉的質量比例為(165-180)：1。
15、在一些優選的實施方式中，步驟a2中所述堿性的tween?20水溶液的ph為8-9，質量濃度為10-20wt％。
16、在一些優選的實施方式中，步驟a2中所述短切埃洛石納米管與所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷、所述無水碳酸鈉的質量比例為(30-35)：(98-102)：1。
17、在一些優選的實施方式中，步驟a2中所述沉淀與所述聚四氫呋喃醚二醇的質量比例為(9.5-10)：1。
18、在一些優選的實施方式中，步驟b1中所述碳酸胍與所述乙酰乙酸乙酯的質量比例為1：(1.4-1.8)。
19、在一些優選的實施方式中，步驟b2中所述產物一與所述六亞甲基二異氰酸酯的質量比例為1：(9.8-10.8)。
20、在一些優選的實施方式中，步驟b3中所述產物二與所述2-氨基-1,3-丙二醇的質量比例為(2-3)：1。
21、在一些優選的實施方式中，步驟b4中所述產物三與所述聚合物多元醇的質量比例為1：(9-10)。
22、在一些優選的實施方式中，步驟c1中所述無水碳酸氫鈉與所述七水硫酸鋅的質量比例為1：(1.85-2)。
23、在一些優選的實施方式中，步驟c1中所述產物四與所述鐵粉的質量比例為(1.4-1.65)：1。
24、在一些優選的實施方式中，步驟c2中所述產物五與所述4,4'二環己基甲烷二異氰酸酯的質量比例為1：(6-6.8)。
25、在一些優選的實施方式中，按質量份數計，包括所述組分a30-45份、所述組分b10-20份和所述組分c?20-35份。
26、本發明另一方面在于提供一種所述高韌性隧道填充材料的制備方法，包括以下步驟：
27、(1)按比例稱取所述組分a、所述組分b和所述組分c，備用；
28、(2)將所述組分a在室溫下超聲分散1-3h，加入部分的所述組分c，在53-55℃下攪拌反應1-2.5h，冷卻至室溫，加入所述組分b，在室溫下超聲分散1-2h，加入余量的所述組分c，在300-450rpm下攪拌分散，入模具成型72-120h，制得。
29、本發明的有益效果為：
30、本發明提供一種高韌性隧道填充材料，采用含胺基化改性短切埃洛石納米管的增韌增強組分a、增韌效能優異的增韌組分b和含鐵摻雜納米氧化鋅的增強組分c，通過常溫下的化學固化反應，制備得到一種具有兼具較高韌性和較高強度的隧道填充材料，具體來說，本發明將含有能通過自互補四重氫鍵形成二聚體的官能團、增韌效能優異的增韌組分b，與同時含有軟硬段分子鏈的胺基化改性短切埃洛石納米管的增強增韌組分a，以及含有剛性納米氧化鋅的增強組分c有效結合，形成了一種獨特的軟硬段微相分離的復合增韌體系，在常溫固化成型過程中可以有效發揮不同組分的協同增強增韌能力，提高材料的整體力學性能，使所述隧道填充材料具有良好的韌性、抗疲勞性和各向同性。
1.一種高韌性隧道填充材料，其特征在于，包括包括組分a、組分b和組分c，其中，所述組分a的制備方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種高韌性隧道填充材料，其特征在于，步驟a2中所述短切埃洛石納米管與所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷、所述無水碳酸鈉的質量比例為(30-35)：(98-102)：1；所述沉淀與所述聚四氫呋喃醚二醇的質量比例為(9.5-10)：1。
3.根據權利要求1所述的一種高韌性隧道填充材料，其特征在于，步驟b1中所述碳酸胍與所述乙酰乙酸乙酯的質量比例為1：(1.4-1.8)。
4.根據權利要求1所述的一種高韌性隧道填充材料，其特征在于，步驟b2中所述產物一與所述六亞甲基二異氰酸酯的質量比例為1：(9.8-10.8)。
5.根據權利要求1所述的一種高韌性隧道填充材料，其特征在于，步驟b3中所述產物二與所述2-氨基-1,3-丙二醇的質量比例為(2-3)：1。
6.根據權利要求1所述的一種高韌性隧道填充材料，其特征在于，步驟b4中所述產物三與所述聚合物多元醇的質量比例為1：(9-10)。
7.根據權利要求1所述的一種高韌性隧道填充材料，其特征在于，步驟c1中所述無水碳酸氫鈉與所述七水硫酸鋅的質量比例為1：(1.85-2)；所述產物四與所述鐵粉的質量比例為(1.4-1.65)：1。
8.根據權利要求1所述的一種高韌性隧道填充材料，其特征在于，步驟c2中所述產物五與所述4,4'二環己基甲烷二異氰酸酯的質量比例為1：(6-6.8)。
9.根據權利要求1所述的一種高韌性隧道填充材料，其特征在于，按質量份數計，包括所述組分a30-45份、所述組分b10-20份和所述組分c?20-35份。
10.根據權利要求1-9之一所述的一種高韌性隧道填充材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：