[发明专利]一种超低温胶凝喷射材料

说明书

技术领域

本发明设计一种建筑胶凝材料，具体是一种超低温胶凝喷射材料。 

背景技术

传统的冬施喷射技术常采用OPC水泥加防冻剂、引气剂、速凝剂等达到降低液相冰点温度、缩短凝结时间、提高抗冻能力和获得早期强度，但在-30℃超低温的情况下，由于普通水泥的水化硬化慢，抵御超低温冻害的能力极差，必须加入大量防冻引气剂，防冻而不增强，快凝而不快硬，混凝土气泡多、抗渗差，因此混凝土的后期强度和耐久性大幅度降低。常出现开裂、酥碎、剥落、冒水、渗漏、挂冰、潮湿等隧道病害，极大影响工程质量。 

例如：在中央西部开发决策下，大批工程项目进入西部。公路、铁路、桥梁、河床、山坡均需要建设治理。国家重点项目青藏铁路格拉段需穿越547公里多年永冻土地段，除水冻土铁路路基固化，沿线海拔近5000米破碎断面、风化岩层、富(饱)冰土质、滑坡等均需支护处理外，两座全长3024米的水冻土层隧道急需超低温注浆、喷射。然而传统的材料和冬施技术不能完全满足严寒地区的施工要求，例如牙林线、嫩林线、南弱线等，永冻土层、南寒隧道由于气候严寒，隧道内普遍发生开裂、酥碎、剥落、挂冰、冒水、积水、结冰等隧道病害，严重威胁行东安全和使用寿命，养护工作繁重，治理十分困难。这主要是由于气温低，砼微结构破坏，渗透、陈融恶性循环等所致。 

发明内容

本发明的目的是提供一种超低温胶凝喷射材料，合适于水泥喷、锚、支、护超低温冬施工程中。 

本发明的技术方案是这样实现的：一种超低温胶凝喷射材料，以C₃S- C₂S - -CaO为主要矿物熟料、石膏、工业尾矿共同粉磨制成胶凝材料母料，然后加入细度细砂和细石和水混合调配而成。 

母料的制法有两种，方法1：以C₃S-C₂S--CaO为主要矿物熟料30～50%、石膏5～15%和工业尾矿15～70%。方法2：加入CAS熟料、OPC熟料混配，配比为：以C₃S-C₂S--CaO为主要矿物熟料10～15%、CAS熟料15～25%、OPC熟料5～10%、石膏5～15%和工业尾矿15～70%。 

熟料与细砂细石的比例为：所述1份胶凝材料加入2～3份细砂和2～3份的细石。所述细砂为细度模数M_K=2.5左右的中粗砂或者尾矿砂。整个喷砂砂浆的水灰比为0.4～0.6，水灰比的大小是喷锚支护施工技术的关键，太小粉尘多，太大则回弹大、强度低。 

熟料进行粉磨时控制比表面积在4500～5500cm²/g之间或者细度4900孔筛筛余5%以下。 

以C₃S-C₂S--CaO为主要矿物熟料是在CaO-SiO_2-Al₂O₃-Fe₂O₃-SO₃五元系统的水泥生料中，超量引入了CaO，过量氧化钙的含量在b-CaO=5～8%之间，控制碱度系数Km=1.0～1.3范围内，在1200℃～1300℃的烧成温度下煅烧制成熟料。 

本发明的有益效果为：本发明的超低温喷射胶凝材料采用以C₃S-C₂S--CaO为主要矿物熟料配置而成，胶凝喷砂材料的的凝结时间≤5分钟，抗压强度=35～45Mpa、粘结强度=1.5～3.5Mpa之间。特别适合隧道支护、护坡治理。 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步解释说明。 

实施例1一种超低温胶凝喷射材料， C₃S- C₂S --CaO为主要矿物熟料30%、石膏10%和工业尾矿60%共同粉磨制成胶凝材料母料，其中，粉磨时控制比表面积在4500～5500cm²/g之间。然后按照1份胶凝材料+2份细砂+2份的细石的比例加入细度模数M_K=2.5左右的中粗砂混合，加水后进行调配，其中加入水量保证水灰比（W/C）为0.4～0.6之间。