[发明专利]喷射混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷射混凝土，尤其是隧道富水区喷射混凝土。

背景技术

在隧道开挖过程中，为安全出发，喷射砼也必须紧跟，然而普通喷射砼在富水区进行喷射根本无法实现，其回弹达到95％，所谓“富水区”一般指“线、滴状”水以下条件的隧道洞内的出水洞段，这类施工洞段的工程量特别大，通常隧道(洞)开挖后采取直接设置防水板结合二次衬砌砼加以解决；一旦结构出现渗水将进一步采取诸如堵漏剂、施工缝间刻V型槽埋管等方式处理。若采取先灌浆处理后再喷射普通砼既无法保证工期，而且还加大投入，随着喷射混凝土技术的不断进步，特别是在喷砼的配合比设计中加入外掺料和引进进口喷射机械台车，使湿喷工艺得到快速地发展，改变喷射砼的品质质量的各类外掺材料越来越多，如掺钢纤维、微纤维、硅粉、减水剂等，解决了喷护砼支护的不少工程技术难题，但仍然还没有找到适合富水区的喷射砼的配比设计。

发明内容

本发明的目的是：提供一种具有安全快速喷护效果的喷射混凝土。

本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的：

一种喷射混凝土，包括水泥、砂石混合料、钢纤维，其特征在于，所述混凝土还包括速凝剂、特种外加剂，所述特种外加剂为主要化学成份为SiO₂和Al₂O₃的无机中性纳米级沸石，其中水∶水泥∶砂石混合料∶钢纤维重量配合比为8.5～8.6∶16.1～20.0∶69.6～73.5∶1.7～1.8，特种外加剂为水泥重量的5～10％，速凝剂为水泥重量的6～8％。

所述混凝土还包括硅灰、减水剂，所述硅灰为水泥重量的0-5％，减水剂为水泥重量的0-0.8％。

所述沸石的粒径为327.7×10^-9m。

本发明的喷射砼配合比中使用的纳米级特种外加剂是采用主要化学成份为SiO₂和Al₂O₃的无机中性沸石经超细粉磨至粒径为纳米级的外加材料，该外加材料在机械研磨粉碎的过程中颗粒与冲击板及颗粒间的碰撞能量大部分转化成颗粒的内能和表面能，致使颗粒比表面积和比表面能增大，其力学性能发生明显变化，使其强度、硬度、抗老化性、耐久性等性能指标成倍提高。在水泥中掺入纳米级外加剂，能够加快水泥诱导期和加速期的水化反应，使汽-液-固三相通过饱和度达到相应的浓度梯度，改善了水泥凝固的三维结构；同时改善水泥混凝土的堆积密度，既减表面水又减间隙水，使胶团产生聚合再聚合的作用。具有良好的胶结性、高减水率、高抗渗性、快凝性等性能，将其掺入到普通混凝土中，达到早强、低回弹率、提高一次喷层厚度、降低粉尘和防渗的目的。使混凝土的各项性能指标都得到很大的提高，为富水区的支护提供了必要的技术保障。纳米特种外加剂掺量占水泥含量的5～10％，尤其是10％时效果最佳；当纳米特种外加剂掺5％时，可以采取外加5％硅灰，加0.8％高效减水剂提高其综合性能。

速凝剂含量对各喷射混凝土配合比强度有较大影响，普通喷射砼速凝剂偏离最佳掺量的范围，不仅喷射砼终凝时间延长，同时对喷射砼最终强度也有不利影响。随着速凝剂掺量增大到6％以后，对纳米特种外加剂有促凝作用，喷砼可在2分钟内终凝，为确保喷射砼成功，速凝剂掺量也可增加到8％，原则上富水区速凝剂掺量在掺纳米特种外加剂后，小于6％掺量时喷射砼凝结时间长达10分钟以上，基本上为普通喷射砼效果。即速凝剂掺量达到6～8％效果最佳。

采用本配方的混凝土，其具有以下有益效果：

①降低喷射混凝土过程中的粉尘含量，回弹率由普通湿喷砼的15％下降至7.8％。

②粘结强度大大提高，可达到3.5MPa；一次喷射厚度可以达到0.5m以上。

③在一般渗水岩面可以正常喷射，大大减少岩面渗漏水现象。

④可将喷砼作为永久结构，可减少衬砌砼作业工作量。

⑤喷射砼可在1分钟内终凝，10分钟后有强度，其具有施工快速、灵活，可有效地改善洞内作业环境条件等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的阐述：

本发明的富水区喷射混凝土，包括水泥、砂石混合料、钢纤维、速凝剂、特种外加剂，特种外加剂为主要化学成份为SiO₂和AL₂O₃的无机中性纳米级沸石，佛石的粒径为327.7×10^-9m，还可以包括硅灰、减水剂。

以上配方的具体配比见下表：