一种喷射混凝土掺合料和超高早强喷射混凝土及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料，尤其涉及一种喷射混凝土掺合料和超高早强喷射混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、喷射混凝土在隧道开挖及修筑过程中起着至关重要的作用，其喷护的及时性、封闭性、粘结性和柔性是其功能的主要表现。工程实践表明，对于软弱、松散、弱胶结、易风化地层，新奥法中的锚喷支护水土不服，支护效果较差，究其原因，主要是使用最广泛、最普遍的硅酸盐喷射混凝土早期强度增长速度缓慢，不能真正意义上的发挥其及时性、封闭性和粘结性的作用。因为对于软弱、松散、破碎地层隧道而言，往往一个工序循环保持在24h以内，即意味着喷射混凝土喷护完成后的0.5～4h之内需进行下一次的爆破作业，此时如若喷射混凝土强度不足，则其不仅不能及时地封闭、加固围岩，反而增加了结构自重，在爆破振动、施工扰动附加荷载及结构自重作用下，初期支护结构沉降变形，与背后围岩脱开形成裂缝或空洞，继而诱发围岩牵引松弛，给围岩支护带来了困难。通过现场喷大板试验测得，普通硅酸盐喷射混凝土4h强度仅为0.86mpa，24h强度只有11.80mpa。现有技术中已有一些提高混凝土早期强度的方法，但并不能适用于喷射混凝土。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种喷射混凝土掺合料和超高早强喷射混凝土及其制备方法。本发明提供的喷射混凝土掺合料能够提高喷射混凝土的抗渗性、抗化学侵蚀性和早期强度，获得超高早强喷射混凝土。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种喷射混凝土掺合料，包括以下质量份数的组分：

4、硅灰450～530份，矿粉180～240份，减水剂20～30份，硝酸钙150份，晶核早强剂30～50份，葡萄糖酸钠10～20份，玉米淀粉10～20份，建筑胶粉1～2份，碳酸钠20～40份。

5、优选地，所述喷射混凝土掺合料包括以下质量份数的组分：

6、硅灰500～510份，矿粉200～240份，减水剂20～25份，硝酸钙150份，晶核早强剂40～45份，葡萄糖酸钠15～20份，玉米淀粉15～20份，建筑胶粉1～1.5份、碳酸钠20～30份。

7、优选地，所述硅灰中sio2的质量含量为97％以上，所述硅灰的粒度为0.01～0.5μm。

8、优选地，所述矿粉为s95级矿粉。

9、本发明提供了以上技术方案所述喷射混凝土掺合料的制备方法，包括以下步骤：

10、将硅灰、矿粉、减水剂、硝酸钙、晶核早强剂、葡萄糖酸钠、玉米淀粉、建筑胶粉和碳酸钠混合，得到所述喷射混凝土掺合料。

11、本发明提供了一种超高早强喷射混凝土，包括以下质量份数的组分：

12、水泥430～450份，掺合料40～70份，砂800～900份，碎石800～900份，速凝剂25～40份，减水剂4～8份，水150～180份；所述掺合料为以上技术方案所述喷射混凝土掺合料或以上技术方案所述制备方法制备得到的喷射混凝土掺合料。

13、优选地，所述超高早强喷射混凝土包括以下质量份数的组分：

14、水泥430～440份，掺合料45～50份，砂830～850份，碎石830～850份，速凝剂31～33份，减水剂4.5～5.0份，水170～175份。

15、优选地，所述水泥为普通p.o42.5水泥。

16、优选地，所述速凝剂为无碱速凝剂。

17、本发明提供了以上技术方案所述超高早强喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：

18、将水泥、掺合料、砂、碎石、速凝剂、减水剂和水混合，得到所述超高早强喷射混凝土。

19、本发明提供了一种喷射混凝土掺合料，包括以下质量份数的组分：硅灰450～530份，矿粉180～240份，减水剂20～30份，硝酸钙150份，晶核早强剂30～50份，葡萄糖酸钠10～20份，玉米淀粉10～20份，建筑胶粉1～2份，碳酸钠20～40份。本发明添加硅灰，硅粉混凝土的诱导期缩短，具有早强作用，通过改善浸润性和吸附性能，同时提高混凝土的致密度、抗渗性和耐磨性能，增大导热系数，改变胶粘性；所述矿粉含有大量的活性成分，胶凝系数相对较高，质量也相对较稳定，矿粉的掺入可以改善混凝土的强度，改善混凝土的和易性与流动性，降低坍落度损失；所述减水剂能够在维持混凝土坍落度不变的条件下，减少拌合用水量，同时能改善混凝土工作性，使混凝土强度增加并改善耐久性；所述硝酸钙可以显著提高早期强度；所述晶核早强剂能够促进早期水泥(6～12h)的水化过程，基于其独特的晶种特征，水泥浆中水化硅酸钙晶体的生长被加速，可以在低温或热养护下促进水泥的硬化，与传统的早强剂不同，晶种在水泥颗粒之间可以无障碍生长，早期的强度发展迅速，而最终的强度也不受影响；所述葡萄糖酸钠能够增加混凝土的可塑性和强度，且有阻滞作用；所述玉米淀粉是绿色可再生材料，能够提高水泥基胶凝材料粘聚和稳定性；所述建筑胶粉能够将混凝土和其他建筑材料牢固地粘结在一起，在材料表面形成一层坚韧的薄膜，使材料之间的接触更加紧密，防止材料之间的剥离和脱落，有效地提高强度；所述碳酸钠作为调节ph值的组分。本发明提供的喷射混凝土掺合料能够提高喷射混凝土的抗渗性、抗化学侵蚀性和早期强度。此外，本发明提供的喷射混凝土掺合料以粉末为主，储存和运输方便，不会出现结块或分层问题；配料少，方便使用；使用灵活性强，可以根据需要控制添加量，灵活控制混凝土的性能。

20、本发明提供了一种超高早强喷射混凝土，包括以下质量份数的组分：水泥430～450份，掺合料40～70份，砂800～900份，碎石800～900份，速凝剂25～40份，减水剂4～8份，水150～180份；所述掺合料为以上技术方案所述喷射混凝土掺合料或以上技术方案所述制备方法制备得到的喷射混凝土掺合料。本发明提供的喷射混凝土早期抗压强度8h＞10mpa、24h＞15mpa，28d＞30mpa，回弹率为5％以下。

1.一种喷射混凝土掺合料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的喷射混凝土掺合料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：

3.根据权利要求1或2所述的喷射混凝土掺合料，其特征在于，所述硅灰中sio2的质量含量为97％以上，所述硅灰的粒度为0.01～0.5μm。

4.根据权利要求1所述的喷射混凝土掺合料，其特征在于，所述矿粉为s95级矿粉。

5.权利要求1～4任意一项所述喷射混凝土掺合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.一种超高早强喷射混凝土，其特征在于，包括以下质量份数的组分：

7.根据权利要求6所述的超高早强喷射混凝土，其特征在于，包括以下质量份数的组分：

8.根据权利要求6或7所述的超高早强喷射混凝土，其特征在于，所述水泥为普通p.o42.5水泥。

9.根据权利要求6或7所述的超高早强喷射混凝土，其特征在于，所述速凝剂为无碱速凝剂。

10.权利要求6～9任意一项所述超高早强喷射混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：