一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土，包括：第一混合料、第二混合料以及速凝剂；所述第一混合料以下材料中的至少一种：高吸水性树脂、超细蒙脱石粉；Ca(OH)2粉末以及Al2(SO4)3粉末；所述第二混合料包括：水泥、水、中砂、碎石、减水剂；所述第一混合料与所述第二混合料的用量比例为1:800～1:2000。本发明专利技术的提供的一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土及其制备方法，不更改水泥掺量和外加剂的前提下，通过利用多组分矿物掺合料制备出具有高气密性和高耐腐蚀性的瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土。防腐蚀气密性混凝土。

【技术实现步骤摘要】
一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土材料
，具体地说，特别涉及一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]气密性混凝土是一种具有超低气渗系数的混凝土，通常用于隧道的初支和二衬结构中。隧道的初支结构为喷射混凝土，是隧道开挖完成后直接喷射在隧道岩壁上而形成的混凝土结构。由于隧道在开挖过程中可能穿过煤系层，导致瓦斯气体缓慢、持续地从岩石暴露面和岩壁中涌出。考虑到隧道中较弱的通风条件，一旦瓦斯气体积累至临界值，就可能导致爆炸，威胁施工人员生命安全，造成财产损失。因此，要求隧道初支混凝土结构需要有较好的气密性，阻滞瓦斯气体穿过初支结构而到达二衬结构或隧道内部，从而实现保障施工人员生命安全和防止国家财产损失的目的。
[0003]气密性混凝土同时还兼具耐腐蚀的优点，将岩壁中析出的硫酸盐等对混凝土有害的盐类阻隔在初支结构表层，减弱硫酸盐侵蚀对混凝土结构的破坏作用，提高混凝土的耐久性，节省材料用量，有利于减少碳排放。
[0004]但传统手段制备气密性混凝土通常利用降低水灰比、掺加具有火山灰效应的辅助胶凝材料(如粉煤灰)或掺加外加剂的方法，提高混凝土的密实度，以达到降低气渗系数的目的。通常情况下，水灰比并不能无限制降低，且降低水灰比意味着需要更多的外加剂调控混凝土性能，大大增加了原料成本。掺加粉煤灰等辅助胶凝材料可能会降低混凝土的抗压强度，因此需要严格控制粉煤灰掺量和水泥用量。因此，传统气密性混凝土的组成设计方法对提高隧道初支混凝土气密性的贡献存在成本或耐久性限制。
[0005]为减少辅助胶凝材料或外加剂的应用成本，提高隧道初支混凝土的气密性，同时满足隧道初支结构的耐腐蚀要求，开发新型矿物掺合料以制备瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土是必然的要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术需要解决的问题是，不更改水泥掺量和外加剂的前提下，通过利用多组分矿物掺合料制备出具有高气密性和高耐腐蚀性的瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土。所述技术方案如下：
[0007]一方面，提供了一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土，包括：第一混合料、第二混合料以及速凝剂；
[0008]所述第一混合料包括：高吸水性树脂和Al2(SO4)3粉末；其中，所述高吸水性树脂和Al2(SO4)3粉末的质量百分比为依次为0.05～10％和1％～30％；
[0009]所述第二混合料包括：水泥、水、中砂、碎石以及减水剂；所述水泥、水、中砂、碎石以及减水剂的质量百分比依次为5～70％、5～15％、0.05～33％、0.05～45％、0.02～15％；
[0010]所述速凝剂占混凝土的质量百分比为5％
‑
10％；
[0011]所述第一混合料与所述第二混合料的用量比例为1:800～1:2000。
[0012]进一步地，所述高吸水树脂的目数为50目～300目；
[0013]Al2(SO4)3粉末的目数为2000目～3000目。
[0014]另一方面，提供了一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土，包括：第一混合料和第二混合料；
[0015]所述第一混合料包括：超细蒙脱石粉、Ca(OH)2粉末以及Al2(SO4)3粉末；其中，所述超细蒙脱石粉、Ca(OH)2粉末以及Al2(SO4)3粉末的质量百分比为依次为0.05～30％、0.05～30％以及1％～30％；
[0016]所述第二混合料包括：水泥、水、中砂、碎石、减水剂以及速凝剂；所述水泥、水、中砂、碎石以及减水剂的质量百分比依次为5～70％、5～15％、0.05～33％、0.05～45％以及0.02～15％；
[0017]所述速凝剂占混凝土的质量百分比为5％
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10％；
[0018]所述第一混合料与所述第二混合料的用量比例为1:800～1:2000。
[0019]进一步地，所述超细蒙脱石粉的目数为300目～3000目；
[0020]所述Ca(OH)2粉末的目数为2000目～3000目；
[0021]所述Al2(SO4)3粉末的目数为2000目～3000目。
[0022]另一方面，提供了一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土的制备方法，包括：
[0023]预设三重混合混凝土喷嘴；所述三重混合混凝土喷嘴包括1号喷嘴、2号喷嘴以及3号喷嘴；
[0024]首先将如权利要求1或4任一项所述的第二混合料中各组分混合均匀，输送至所述1号喷嘴处；将液体无碱速凝剂输送至自所述2号喷嘴处；将如权利要求1或2任一项所述的第一混合料中各组分在干燥状态下混合均匀，并输送至3号喷嘴处；
[0025]所述1、2、3号喷嘴同时喷出第二混合料、速凝剂和第一混合料，形成瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土并在岩壁上凝结硬化形成隧道初支结构。
[0026]本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0027]本专利技术提供的一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土及其制备方法，在不更改水泥掺量和外加剂的前提下，通过利用多组分矿物掺合料制备出具有高气密性和高耐腐蚀性的瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。
[0029]本专利技术一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土，包括防腐蚀气密性矿物掺合料和瓦斯隧道初支用喷射混凝土，具体如下：
[0030]1、一种防腐蚀气密性矿物掺合料为第一混合料，包含以下材料中的至少一种：
[0031](1)高吸水性树脂；
[0032](2)超细蒙脱石粉；
[0033](3)Ca(OH)2粉末；
[0034](4)Al2(SO4)3粉末。
[0035]其中，所述高吸水性树脂通常以饱水状态被用于混凝土的保水内养护，但本专利技术不基于此，而是将高吸水性树脂以干燥状态掺加，在混凝土凝结硬化过程中吸收水分，进而体积膨胀，达到堵塞气孔，实现提高气密性的目的。
[0036]所述超细蒙脱石粉具有吸水膨胀的特点，常规技术中蒙脱石粉被认为是不利于混凝土成型和体积稳定性的杂质。本专利技术利用超细蒙脱石粉具有的吸水膨胀特点，基于岩石的水敏性，控制蒙脱石粉的掺量，以利用蒙脱石粉吸水膨胀，堵塞混凝土中的毛细孔，以提高气密性。
[0037]所述Ca(OH)2粉末和Al2(SO4)3粉末，在孔溶液中反应生成钙矾石(AFt)，进一步堵塞混凝土中的孔；同时Ca(OH)2粉末在孔溶液中可以提高混凝土碱度，当外界存在硫酸盐侵蚀时，提前与SO
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反应并消耗SO
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，阻止SO
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与水泥水化生成的Ca(OH)2反应，提高混凝土的耐腐蚀性。
[0038]2、瓦斯隧道初支用喷射混凝土为第二混合料，包含以下材料：
[0039](1)水泥，作为胶凝材料使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土，其特征在于，包括：第一混合料、第二混合料以及速凝剂；所述第一混合料包括：高吸水性树脂和Al2(SO4)3粉末；其中，所述高吸水性树脂和Al2(SO4)3粉末的质量百分比为依次为0.05～10％和1％～30％；所述第二混合料包括：水泥、水、中砂、碎石以及减水剂；所述水泥、水、中砂、碎石以及减水剂的质量百分比依次为5～70％、5～15％、0.05～33％、0.05～45％、0.02～15％；所述速凝剂占混凝土的质量百分比为5％
‑
10％；所述第一混合料与所述第二混合料的用量比例为1:800～1:2000。2.如权利要求1所述的一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土，其特征在于，所述高吸水树脂的目数为50目～300目；Al2(SO4)3粉末的目数为2000目～3000目。3.一种瓦斯隧道初支用防腐蚀气密性混凝土，其特征在于，包括：第一混合料和第二混合料；所述第一混合料包括：超细蒙脱石粉、Ca(OH)2粉末以及Al2(SO4)3粉末；其中，所述超细蒙脱石粉、Ca(OH)2粉末以及Al2(SO4)3粉末的质量百分比为依次为0.05～30％、0.05～30％以及1％～30％；所述第二混合料包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：安俊杰，张勇，刘刚，侯丁戈，薛成，黄小亮，李广，张二鹏，王少龙，王振地，
申请(专利权)人：中交二公局萌兴工程有限公司，
类型：发明
国别省市：