專利名稱：：噴射混凝土的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種噴射混凝土，尤其是隧道富水區噴射混凝土。技術背景在隧道開挖過程中，為安全出發，噴射砼也必須緊跟，然而普通噴射砼在富水區迸行噴射根本無法實現，其回彈達到95%，所謂"富水區"一般指"線、滴狀"水以下條件的隧道洞內的出水洞段，這類施工洞段的工程量特別大，通常隧道(洞)開挖后采取直接設置防水板結合二次襯砌砼加以解決；一旦結構出現滲水將進一步采取諸如堵漏劑、施工縫間刻V型槽埋管等方式處理。若采取先灌漿處理后再噴射普通砼既無法保證工期，而且還加大投入，隨著噴射混凝土技術的不斷進步，特別是在噴砼的配合比設計中加入外摻料和引進進口噴射機械臺車，使濕噴工藝得到快速地發展，改變噴射砼的品質質量的各類外摻材料越來越多，如摻鋼纖維、微纖維、硅粉、減水劑等，解決了噴護砼支護的不少工程技術難題，但仍然還沒有找到適合富水區的噴射砼的配比設計。
發明內容本發明的目的是提供一種具有安全快速噴護效果的噴射混凝土。本發明的目的是通過實施下述技術方案來實現的一種噴射混凝土，包括水泥、砂石混合料、鋼纖維，其特征在于，所述混凝土還包括速凝劑、特種外加劑，所述特種外加劑為主要化學成份為Si02和A1203的無機中性納米級沸石，其中水水泥砂石混合料鋼纖維重量配合比為8.58.6:16.120.0:69.673.5:1.71.8，特種外加劑為水泥重量的510%，速凝劑為水泥重量的68%。所述混凝土還包括硅灰、減水劑，所述硅灰為水泥重量的0-5%，減水劑為水泥重量的0-0.8%。所述沸石的粒徑為327.7X1(Tm。本發明的噴射砼配合比中使用的納米級特種外加劑是采用主要化學成份為Si02和A1203的無機中性沸石經超細粉磨至粒徑為納米級的外加材料，該外加材料在機械研磨粉碎的過程中顆粒與沖擊板及顆粒間的碰撞能量大部分轉化成顆粒的內能和表面能，致使顆粒比表面積和比表面能增大，其力學性能發生明顯變化，使其強度、硬度、抗老化性、耐久性等性能指標成倍提高。在水泥中摻入納米級外加劑，能夠加快水泥誘導期和加速期的水化反應，使汽一液一固三相通過飽和度達到相應的濃度梯度，改善了水泥凝固的三維結構；同時改善水泥混凝土的堆積密度，既減表面水又減間隙水，使膠團產生聚合再聚合的作用。具有良好的膠結性、高減水率、高抗滲性、快凝性等性能，將其摻入到普通混凝土中，達到早強、低回彈率、提高一次噴層厚度、降低粉塵和防滲的目的。使混凝土的各項性能指標都得到很大的提高，為富水區的支護提供了必要的技術保障。納米特種外加劑摻量占水泥含量的510%，尤其是10%時效果最佳；當納米特種外加劑摻5%時，可以采取外加5%硅灰，加0.8%高效減水劑提高其綜合性能。速凝劑含量對各噴射混凝土配合比強度有較大影響，普通噴射砼速凝劑偏離最佳摻量的范圍，不僅噴射砼終凝時間延長，同時對噴射砼最終強度也有不利影響。隨著速凝劑摻量增大到6%以后，對納米特種外加劑有促凝作用，噴砼可在2分鐘內終凝，為確保噴射砼成功，速凝劑摻量也可增加到8%，原則上富水區速凝劑摻量在摻納米特種外加劑后，小于6%摻量時噴射砼凝結時間長達10分鐘以上，基本上為普通噴射砼效果。即速凝劑摻量達到68%效果最佳。采用本配方的混凝土，其具有以下有益效果①降低噴射混凝土過程中的粉塵含量，回彈率由普通濕噴砼的15%下降至7.8%。②粘結強度大大提高，可達到3.5MPa;—次噴射厚度可以達到0.5m以上。③在一般滲水巖面可以正常噴射，大大減少巖面滲漏水現象。@可將噴砼作為永久結構，可減少襯砌砼作業工作量。⑤噴射砼可在1分鐘內終凝，10分鐘后有強度，其具有施工快速、靈活，可有效地改善洞內作業環境條件等優點。具體實施方式下面結合具體實施方式對本發明作進一步的闡述本發明的富水區噴射混凝土，包括水泥、砂石混合料、鋼纖維、速凝劑、特種外加劑，特種外加劑為主要化學成份為Si02和AU)3的無機中性納米級沸石，佛石的粒徑為327.7XKT9！11，還可以包括硅灰、減水劑。以上配方的具體配比見下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>噴射砼配合比水灰比范圍在0.43~0，53之間(不包括摻合料比值)，加上摻合料水灰比范圍在0.39~0.48之間。以上配比經檢測，1)單位容重》23KN/m3;2)抗壓強度》38MPa;3)抗折強度》5.8MPa;4)抗拉強度》2.8MPa;6)彈性模量》3.OX104MPa;7)抗滲等級》W18;8)與圍巖粘結強度》2.5MPa;將配方A2在現場使用，坍落度為18.5cm，7天抗壓強度為33.1MPa，28天抗壓強度41.2MPa。拱部回彈率9.4%，邊墻回彈率6.2%，綜合回彈率7.8%，凝結時間lmin，噴后10min后可承受鐵錘錘擊噴射砼，一次噴射厚度為25cm，與圍巖粘結強度最大為3.53MPa最小為2.36MPa，平均為3.13MPa。采用A5配比的混凝土的坍落度為15cm，7天抗壓強度為29.1MPa，28天抗壓強度37.6MPa。拱部回彈率10.8%,邊墻回彈率7.6%，綜合回彈率9.2%，凝結時間4min，一次噴射厚度大于32cm。以上試驗中采用的噴射砼原材料選擇寧遠P.042.5R水泥，自產的砂石混合骨料，鞏義市宏超建材有限公司生產的跨越2000砼速凝劑(液體)，成都雙流宏達防水巻材廠生產的HD-2型納米特種外加劑，重慶富祥金屬纖維有限公司生產的砼盾切斷型鋼纖維，北京冶建外加劑生產的JG-2高效減水劑、成都東藍星生產的硅灰。本發明的噴射混凝土的具體使用方法如下1)在富水區噴射巖面進行排水措施的輔助處理，施作排水孔并預埋盲管。2)將以上所述配合比的水泥、砂石混合料、鋼纖維、特種外加劑，投入強制式拌和機，震動拌和成噴射混凝土熟料，觀察、記錄試驗攪拌過程并使用砼罐車運輸至工作面，并放入MEYCO機械噴射臺車的料斗中。3)用濕噴工藝經機械噴射臺車噴射到巖壁上，噴射臺車的噴嘴處混入速凝劑，噴射砼的拌合物將在數十秒與數分鐘間達到終凝。噴射過程采用"自下而上，由外至里"的噴射順序進行。4)迸行數據采集、計算、分析。采用上述A2配比的噴射砼一次噴厚可達30cm及以上，最大可達50cm。其終凝時間最短可在lmin完成，粘結力是普通砼的78倍以上，起到二次襯砌的作用，既可滿足施工安全的及時支護需要，同時又能確保噴射質量。早強、低回彈率、提高一次噴層厚度、降低粉塵和防滲的目的。權利要求1、一種噴射混凝土，包括水泥、砂石混合料、鋼纖維，其特征在于，所述混凝土還包括速凝劑、特種外加劑，所述特種外加劑為主要化學成份為SiO2和Al2O3的無機中性納米級沸石，其中水∶水泥∶砂石混合料∶鋼纖維重量配合比為8.5～8.6∶16.1～20.0∶69.6～73.5∶1.7～1.8，特種外加劑為水泥重量的5～10％，速凝劑為水泥重量的6～8％。2、如權利要求1所述的噴射混凝土，其特征在于，還包括硅灰、減水劑，所述硅灰為水泥重量的0-5%,減水劑為水泥重量的0-0.8%。3、如權利要求1所述的噴射混凝土，其特征在于，沸石的粒徑為327.7X10—9m。全文摘要本發明涉及一種噴射混凝土，包括水泥、砂石混合料、鋼纖維、速凝劑、特種外加劑，所述特種外加劑為主要化學成份為SiO<sub>2</sub>和Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>的無機中性納米級沸石，其中水∶水泥∶砂石混合料∶鋼纖維重量配合比為8.5～8.6∶16.1～20.0∶69.6～73.5∶1.7～1.8，特種外加劑為水泥重量的5～10％，速凝劑為水泥重量的6～8％。本發明在富水區使用時，可在1分鐘內終凝，10分鐘后有強度，回彈率由普通濕噴砼的15％下降至7.8％，粘結強度達到3.5MPa；一次噴射厚度0.3m以上。減少了襯砌砼作業工作量和巖面滲漏水現象。具有施工快速、靈活，可有效地改善洞內作業環境條件等優點。文檔編號C04B28/00GK101265058SQ200810044240公開日2008年9月17日申請日期2008年4月17日優先權日2008年4月17日發明者吳建福,尹義祥,尹大祥,張寶棟,李博聞,楊家松,謝文清,強邱,鄭福美申請人:中鐵二局股份有限公司