一种喷射混凝土用改性微硅粉制造技术

本发明专利技术公开了一种喷射混凝土用改性微硅粉，属于喷射混凝土用胶凝材料领域，按重量份配比计，该改性微硅粉由以下组分制成：微硅粉100份；偏高岭土15份；减水剂0.5‑1份；碱激发剂1‑3份；氢氧化钠0.5‑1份；糖钙缓凝剂0.5‑1份；三乙醇胺0.1‑0.3份；聚丙烯酰胺0.5‑1份；纤维素醚0.5‑1份；本发明专利技术能显著改善混凝土的和易性、黏聚性以及抗泌水性，降低喷射混凝土回弹率及开裂风险，提高混凝土硬化物早期及后期的强度，改善混凝土孔隙结构，提高喷射混凝土抗渗性能和耐久性。

A modified micro silicon powder for Shotcrete

The invention discloses a modified micro-silica powder for shotcrete, belonging to the field of shotcrete cementitious materials. The modified micro-silica powder is made up of the following components according to weight proportion: 100 parts micro-silica powder; 15 parts metakaolin; 0.5 parts water reducer; 1 part alkali activator; 0.5 parts sodium hydroxide; 0.5 parts calcium sugar retarder The invention can remarkably improve the workability, cohesion and water resistance of concrete, reduce the resilience and cracking risk of shotcrete, increase the early and late strength of concrete hardening substance, and improve the pore structure of concrete. Improve the impermeability and durability of shotcrete.

【技术实现步骤摘要】
一种喷射混凝土用改性微硅粉
本专利技术属于喷射混凝土用胶凝材料领域，具体涉及一种喷射混凝土用改性微硅粉。
技术介绍
喷射混凝土是指利用压缩空气或其它动力，将水泥、砂、石、速凝剂、外加剂及水等原材料按一定比例配合好的拌和料，通过管道输送，并以高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。在一些大面积的衬砌支护结构工程中，喷射混凝土支护与传统的支护形式相比有着无可比拟的优越性。但喷射混凝土存在回弹率高、粉尘大、强度偏低、易开裂、抗渗及耐久性差等问题，导致施工环境恶劣，围岩变形大，支护工程达不到设计使用寿命，易出现隧道渗水等一系列问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述喷射混凝土存在回弹率高、粉尘大、强度偏低、易开裂、抗渗及耐久性差的问题，本专利技术提供一种喷射混凝土用改性微硅粉。本专利技术采用的技术方案如下：一种喷射混凝土用改性微硅粉，按重量份配比计，该改性微硅粉由以下组分制成：本方案的有益效果如下：能显著改善混凝土的和易性、黏聚性以及抗泌水性，降低喷射混凝土回弹率及开裂风险，提高混凝土硬化物早期及后期的强度，改善混凝土孔隙结构，提高喷射混凝土抗渗性能和耐久性。微硅粉含有大量的SiO2，偏高岭土中含有大量的SiO2和Al2O3，为水化反应提供反应物；减水剂用于减少制备混凝土的过程中水分的使用量，减少微硅粉和偏高岭土在水中溶解时对水的需求量；碱激发剂用作催化剂，促进SiO2和Al2O3发生水化反应，提高混凝土早期及后期强度；氢氧化钠溶解于水中，使得整个混凝土呈碱性环境，增强碱激发剂的催化性能；糖钙缓凝剂用于延缓水泥的水化反应，延长混凝土的凝固时间；三乙醇胺作为一种水泥早强剂，对水泥的水化反应有催化作用，使得C3A的水化加速，加速钙矾石和C-S-H凝胶的形成，消耗大量的拌合水，加速水泥石的形成并快速地向立方晶型转变，同时由于可溶性络合物的形成，降低了水泥浆中Ca2+和Al3+的浓度，从而促进了其他水泥矿物的反应；聚丙烯酰胺和羟丙基甲基纤维素醚能显著提高混凝土拌合物稠度，增加黏聚性，降低回弹，提高混凝土拌合物与围岩的粘结性能，提高支护工程的稳定性及安全性。优选地，所述微硅粉的比表面积≥18000m2/kg，平均粒径≤300nm，需水量比≤115％，28d活性指数≥120％。此规格的微硅粉，易溶于水，且能够将其中的活性组分SiO2释放出来，增加SiO2颗粒的比表面积，使得催化反应能够彻底进行，用于增强混凝土早期及后期强度。优选地，所述偏高岭土为超细偏高岭土，超细偏高岭土的平均粒度≤2.1μm，比表面积≥600m2/kg，28d活性指数≥110％。超细偏高岭土易溶于水，能够将其中的SiO2和Al2O3充分地释放出来，且大的比表面积，能够加快水化反应的速度。优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂粉体，减水率≥30％。聚羧酸减水剂易溶于水，能够防止混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝，低掺量下发挥较高的塑化效果；采用减水率≥30％的聚羧酸减水剂粉体，使得微硅粉和偏高岭土的用水量不增加。优选地，所述碱激发剂为粉末状的硅酸钾，细度为300目。硅酸钾溶于水中，电离出钾离子，钾元素为活泼的碱金属元素，能够激发SiO2和Al2O3中的各个化学键快速断裂，从而加速SiO2和Al2O3的水化反应；300目的硅酸钾能够快速溶于水且能够彻底地溶于水形成水溶液。优选地，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚，羟丙基甲基纤维素醚的分子量为10万。分子量为10万的羟丙基甲基纤维素醚一方面能够满足施工方面的性能要求，另一方面，其中的亲水基团多，故而易溶于水，从而使得混凝土具有良好的粘稠度。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：能显著改善混凝土的和易性、黏聚性以及抗泌水性，降低喷射混凝土回弹率及开裂风险，提高混凝土硬化物早期及后期的强度，改善混凝土孔隙结构，提高喷射混凝土抗渗性能和耐久性。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。下面结合具体的实施例对本专利技术作详细说明。实施例一选用比表面积≥18000m2/kg、平均粒径≤300nm、需水量比≤115％、28d活性指数≥120％的微硅粉，比表面积≥600m2/kg、28d活性指数≥110％的超细偏高岭土，减水率≥30％的聚羧酸减水剂粉体，细度为300目的硅酸钾，分子量为10万的羟丙基甲基纤维素醚；将质量份数如下的上述微硅粉100份；超细偏高岭土15份；聚羧酸减水剂粉体0.5份；硅酸钾1份；氢氧化钠0.5份；糖钙缓凝剂0.5份；三乙醇胺0.1份；聚丙烯酰胺0.5份以及羟丙基甲基纤维素醚0.5份混合均匀形成产品一，测定产品一的比表面积、平均粒径、需水量比以及28d活性指数。实施例二将质量份数如下的微硅粉100份；偏高岭土15份；减水剂0.5份；碱激发剂1份；氢氧化钠0.5份；糖钙缓凝剂0.5份；三乙醇胺0.1份；聚丙烯酰胺0.5份以及纤维素醚0.5份混合均匀形成产品二，测定产品二的比表面积、平均粒径、需水量比以及28d活性指数。实施例三将质量份数如下的微硅粉100份；偏高岭土15份；减水剂0.8份；碱激发剂2.0份；氢氧化钠0.8份；糖钙缓凝剂0.8份；三乙醇胺0.2份；聚丙烯酰胺0.7份以及纤维素醚0.75份混合均匀形成产品三，测定产品三的比表面积、平均粒径、需水量比以及28d活性指数。实施例四将质量份数如下的微硅粉100份；偏高岭土15份；减水剂1份；碱激发剂3份；氢氧化钠1份；糖钙缓凝剂1份；三乙醇胺0.3份；聚丙烯酰胺1份以及纤维素醚1份混合均匀形成产品四，测定产品四的比表面积、平均粒径、需水量比以及28d活性指数。实施例五将480千克水泥、30千克砂子、40千克石子、24千克凝剂以及75千克水混合且搅拌均匀，测定该混凝土的坍落度、拱回弹率以及抗压轻度。实施例六在实施例一的基础上，本实施例将实施例一中混合均匀的改性微硅粉38.4千克、水泥480千克、砂子30千克、石子40千克、凝剂24千克以及水75千克混合且搅拌均匀，测定该混凝土的坍落度、拱回弹率以及抗压轻度。表1.实施例一～实施例四中各产品的各项性能指标检测结果表表2.本专利技术产品应用效果对照表由表1可知，产品一和产品二的对比可知，选用比表面积≥18000m2/kg、平均粒径≤300nm、需水量比≤115％、28d活性指数≥120％的微硅粉，比表面积≥600m2/kg、28d活性指数≥110％的超细偏高岭土，减水率≥30％的聚羧酸减水剂粉体，细度为300目的硅酸钾以及分子量为10万的羟丙基甲基纤维素醚作为改性微硅粉的组成组分，产品一的比表面积、平均粒径、需水量比以及28d活性指数各项指标均优于产品二，故而优选用比表面积≥18000m2/kg、平均粒径≤300nm、需水量比≤115％、28d活性指数≥120％的微硅粉，比表面积≥600m2/kg、28d活性指数≥110％的超细偏高岭土，减水率≥30％的聚羧酸减水剂粉体，细度为300目的硅酸钾以及分子量为10万的羟丙基甲基纤维素醚明显地改善混凝土的和易性、黏聚性以及抗泌水性，降低喷射混凝土回弹率及开裂风险，提高混凝土硬化物早期及后期的强度，改善混凝土孔隙结构，提高喷射混凝土抗渗性能和耐久性。由表1中的产品二、产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷射混凝土用改性微硅粉，其特征在于，按重量份配比计，该改性微硅粉由以下组分制成：

【技术特征摘要】
1.一种喷射混凝土用改性微硅粉，其特征在于，按重量份配比计，该改性微硅粉由以下组分制成：可以适当增加关于配比的从权。2.根据权利要求1所述的喷射混凝土用改性微硅粉，其特征在于：所述微硅粉的比表面积≥18000m2/kg，平均粒径≤300nm，需水量比≤115％，28d活性指数≥120％。3.根据权利要求1所述的喷射混凝土用改性微硅粉，其特征在于：所述偏高岭土为超细偏高岭土，比表面积≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁勇，刘自力，
申请(专利权)人：成都东蓝星新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51