一种钢纤维水泥基喷射砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术属于喷射砂浆技术领域，本发明专利技术公开了一种钢纤维水泥基喷射砂浆及其制备方法，包括如下质量份数的原料：水泥1份、砂2.1～2.4份、水0.45～0.55份、钢纤维0.1～0.2份、粉煤灰0.4～0.5份、速凝剂0.08～0.12份和减水剂0.015～0.02份。本发明专利技术有效地改善了水泥基体的孔隙结构，使内部结构更加致密，减少收缩开裂的现象出现，同时提高砂浆的后期强度，以减小速凝剂对基体造成的强度损失。小速凝剂对基体造成的强度损失。小速凝剂对基体造成的强度损失。

【技术实现步骤摘要】
一种钢纤维水泥基喷射砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及喷射砂浆
，尤其涉及一种钢纤维水泥基喷射砂浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]在铁路与公路隧道挖掘、基坑开挖等施工过程中，常用到钢筋网+喷射砂浆(喷射混凝土)对周围岩体进行快速加固。但传统的钢筋网+喷射砂浆(喷射混凝土)支护结构，由于自身收缩和外部环境的影响导致出现裂缝，而裂缝的存在会引起水泥基材料的劣化以及内部钢筋的锈蚀，对结构的耐久性和使用安全性带来不良影响，极易引发工程事故。此外，速凝剂的掺入尽管会使基体的早期强度增长较快，但后期强度只能达到峰值强度的80％左右，后期强度损失较大。
[0003]因此，研究得到一种钢纤维水泥基喷射砂浆及其制备方法，使得喷射砂浆的内部结构更加致密具有重要意义。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种钢纤维水泥基喷射砂浆及其制备方法，其目的是提高喷射砂浆的韧性以解决砂浆收缩易开裂以及后期强度低等问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种钢纤维水泥基喷射砂浆，包括如下质量份数的原料：水泥1份、砂2.1～2.4份、水0.45～0.55份、钢纤维0.1～0.2份、粉煤灰0.4～0.5份、速凝剂0.08～0.12份和减水剂0.015～0.02份。
[0007]优选的，所述水泥为硅酸盐水泥。
[0008]优选的，所述砂的粒径≤4.75mm，细度模数为2.4～2.8，含泥量≤1％。
[0009]优选的，所述钢纤维的长度为10～15mm，直径为0.1～0.3mm。
[0010]优选的，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
[0011]优选的，所述速凝剂的初凝时间≤5min，终凝时间≤12min，固含量为35～45％。
[0012]优选的，所述减水剂为聚羧酸型减水剂，减水剂的减水率大于等于15％。
[0013]本专利技术还提供了所述钢纤维水泥基喷射砂浆的制备方法，包括以下步骤：
[0014]1)将水泥与粉煤灰混合后制得胶凝材料；
[0015]2)将胶凝材料、砂、水、减水剂、钢纤维混合后制得砂浆混合物；
[0016]3)将速凝剂加入至砂浆混合物中，制得所述钢纤维水泥基喷射砂浆。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0017](1)本专利技术加入粉煤灰后可以有效改善水泥基体的孔隙结构，使内部结构更加致密，减少收缩开裂的现象，同时提高砂浆的后期强度，以减小速凝剂对基体造成的强度损失。
[0018](2)本专利技术通过微细钢纤维的掺入，进一步优化了水泥基体的孔隙结构，在细骨料
间起到了桥联作用，也增加了砂浆与受喷面间的附着力，改善了砂浆的可喷射性能。
[0019](3)本专利技术配制成本低，方法简单，可行性高，性能稳定且便于运输、储存，可大规模推广使用。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例3制得的钢纤维水泥基喷射砂浆试件(抗折实验后)。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种钢纤维水泥基喷射砂浆，包括如下质量份数的原料：水泥1份、砂2.1～2.4份、水0.45～0.55份、钢纤维0.1～0.2份、粉煤灰0.4～0.5份、速凝剂0.08～0.12份和减水剂0.015～0.02份。
[0023]本专利技术的钢纤维水泥基喷射砂浆中，所述砂优选为2.2～2.3份，进一步优选为2.25～2.28份；所述水优选为0.46～0.52份，进一步优选为0.48～0.5份；所述钢纤维优选为0.12～0.18份，进一步优选为0.14～0.16份；所述粉煤灰优选为0.42～0.48份，进一步优选为0.44～0.46份；所述速凝剂优选为0.09～0.11份，进一步优选为0.092～0.1份；所述减水剂优选为0.016～0.019份，进一步优选为0.017～0.018份。
[0024]本专利技术中，所述水泥优选为硅酸盐水泥，其质量标准符合国家标准GB 175
‑
2020《通用硅酸盐水泥》表5中的42.5级水泥。
[0025]本专利技术中，所述砂的粒径优选≤4.75mm，进一步优选为1.2～4.5mm，更优选为1.5～3.5mm，细度模数优选为2.4～2.8，进一步优选为2.5～2.7，更优选为2.55～2.6，含泥量优选≤1％，进一步优选为0.2～0.8％，更优选为0.4～0.6％。
[0026]本专利技术中，所述钢纤维的长度优选为10～15mm，进一步优选为11～14mm，更优选为12～13mm，直径优选为0.1～0.3mm，进一步优选为0.15～0.25mm，更优选为0.18～0.22mm。
[0027]本专利技术中，所述钢纤维符合国家标准GB/T 39147
‑
2020《混凝土用钢纤维》表4中的B级钢纤维。
[0028]本专利技术中，所述粉煤灰优选为符合国家标准GB/T 1596
‑
2017《用于水泥与混凝土中的粉煤灰》表1中的Ⅰ级粉煤灰。
[0029]本专利技术中，所述粉煤灰优选为产自秦皇岛电厂的一级粉煤灰，密度为2.6g/cm3。
[0030]本专利技术中，所述速凝剂的初凝时间优选≤5min，进一步优选为1～4min，更优选为2～3min，终凝时间优选≤12min，进一步优选为2～10min，更优选为4～6min，固含量优选为35～45％，进一步优选为38～42％，更优选为40～41％。
[0031]本专利技术中，所述速凝剂优选为符合国家标准GB/T 35159
‑
2017《喷射混凝用速凝剂》表2中的液体无碱速凝剂，所述速凝剂由山西铁力建材有限公司生产，速凝剂的掺量优选为2.5％。
[0032]本专利技术中，所述减水剂优选为聚羧酸型减水剂TL
‑
AH
‑
1，减水剂的减水率优选大于
等于15％，进一步优选大于等于17％，更优选大于等于22％，减水剂的掺量优选为0.4％。
[0033]本专利技术还提供了所述钢纤维水泥基喷射砂浆的制备方法，包括以下步骤：
[0034]1)将水泥与粉煤灰混合后制得胶凝材料；
[0035]2)将胶凝材料、砂、水、减水剂、钢纤维混合后制得砂浆混合物；
[0036]3)将速凝剂加入至砂浆混合物中，制得所述钢纤维水泥基喷射砂浆。
[0037]下面结合实施例对本专利技术提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
[0038]实施例和对比例中，硅酸盐水泥为42.5级水泥，其质量符合国家标准GB 175
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢纤维水泥基喷射砂浆，其特征在于，包括如下质量份数的原料：水泥1份、砂2.1～2.4份、水0.45～0.55份、钢纤维0.1～0.2份、粉煤灰0.4～0.5份、速凝剂0.08～0.12份和减水剂0.015～0.02份。2.根据权利要求1所述一种钢纤维水泥基喷射砂浆，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述一种钢纤维水泥基喷射砂浆，其特征在于，所述砂的粒径≤4.75mm，细度模数为2.4～2.8，含泥量≤1％。4.根据权利要求3所述一种钢纤维水泥基喷射砂浆，其特征在于，所述钢纤维的长度为10～15mm，直径为0.1～0.3mm。5.根据权利要求1～4任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘慧敏，张昊，赵立喜，赵庆新，姜瀚淇，谢少康，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：