【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于公路隧道工程，具体涉及一种提升喷射混凝土高温性能的方法。
技术介绍
1、在一些重大工程中不可避免地涉及隧道和大型地下工程的开挖，由于工程地质条件复杂等原因，隧道开始逐渐向更长、更大、更深的方向发展，隧道的高岩温现象也日益突出，如桑珠岭隧道最高岩温高达89.9℃，部分水电站引水隧洞最高岩温可达到105℃以上，高岩温对隧道支护的混凝土的力学性能、耐久性能及安全性产生巨大的不利影响。喷射混凝土是用于加固和保护结构或岩石表面的一种具有速凝性质的混凝土，该技术是借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将一定配合比的水泥、砂、石子及外加剂等拌合料，通过喷管喷射到受喷面上，在较短时间之内凝结硬化而成型的混凝土补强加固材料。与传统的现场浇筑混凝土不同，喷射混凝土无需立模振捣，具有施工速度快、早期强度高等优点，具有十分广泛的适用性。在隧道工程中，喷射混凝土已广泛应用，但若围岩岩石温度过高，且短时间内无法降至常温，此时，喷射混凝土又需要与岩石牢固黏结，就会导致混凝土受到高温的影响，致使喷射混凝土的力学性能及耐久性能加速劣化，失去支护作用，从而影响隧道结构的稳定性和安全性。
2、高岩温工况下喷射混凝土容易劣化的主要原因是传统的喷射混凝土高温稳定性差、与围岩的粘结性不足，回弹率高。喷射混凝土直接与高温围岩接触，水泥水化反应加速，水化产物生成速度过快来不及均匀扩散，大量堆积在水泥颗粒表面阻止水分进入内核，内部密实性降低，影响或破坏混凝土硬化过程，影响混凝土后期强度发展；同时，混凝土在高温环境下水分散失加快，干缩增大引起体积变形，共
3、综上，高岩温隧道环境下喷射混凝土的综合性能受工况影响易显著降低，而现有技术中单纯的对喷射混凝土性能进行提升的技术手段相对较为单一，并不能起到很好的效果。
4、因此，提供一种提升喷射混凝土在高岩温环境下的综合性能的方法具有重要意义。
技术实现思路
1、针对以上现有技术的不足，本专利技术提供了一种提升喷射混凝土高温性能的方法，一方面利用隔热粘结层，提升喷射混凝土的耐高温性能及与高温岩面的粘结，降低回弹率，另一方面通过提升喷射混凝土自身的高温稳定性、粘结性能和抗裂性能，在以上两方面的共同作用下，使喷射混凝土在高岩温环境下具有高粘结、低回弹、抗裂性能优异的特性，解决了传统喷射混凝土在高岩温环境下粘结性能差、回弹率高、抗裂性能差、强度低的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的具体技术方案如下：
3、一种提升喷射混凝土高温性能的方法，包括以下步骤：
4、s1.在高温岩面上涂刷硅橡胶增粘隔热剂，形成增粘隔热层；
5、所述硅橡胶增粘隔热剂包括以下各组分：α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、硅烷改性二氧化硅粉、陶瓷空心微珠、苯基硅油、交联剂和催化剂；
6、s2.将喷射混凝土浆料喷射至涂有增粘隔热层的高温岩面上；
7、所述喷射混凝土浆料包括以下重量份数的各组分：胶凝材料380～450份、改性陶粒800～850份、砂700～750份、纳米碳酸钙3～5份、聚氨酯0.6～1份、芳纶纤维0.2～0.4份、羟乙基纤维素0.1～0.3份、三乙胺0.05～0.08份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷1～3份、十三烷基三甲基溴化铵4～6份、外加剂4～7份、水160～175份。
8、本专利技术采用高温稳定性、粘结性能优异的液体硅橡胶，配合陶瓷空心微珠提高隔热性，硅烷改性二氧化硅粉提高耐水性和强度，苯基硅油协同液态硅橡胶提高高温稳定性，在各组分的配合下，使本专利技术的硅橡胶增粘隔热剂在高温环境下具有优异的粘结性、隔热性和耐水性。通过在喷射混凝土喷射浆料前在高温岩面上涂刷一层硅橡胶增粘隔热剂，可以强化喷射混凝土与高温岩面的粘结作用，同时降低高温岩面传导到喷射混凝土中的热量，降低高温对喷射混凝土的影响；此外预先涂刷的硅橡胶增粘隔热剂可实现对围岩表面的微小裂缝的渗透填充修补，并牢牢锁住，其材料本身具有的一定的韧性可缓解围岩在高温下向外的拉扯力传递到喷射混凝土上。更重要的是，在聚氨酯、芳纶纤维、三乙胺和十三烷基三甲基溴化铵的共同桥接作用下，本专利技术的硅橡胶增粘隔热剂与喷射混凝土浆料之间可以形成紧密的嵌锁结构，进一步强化喷射混凝土与高温岩面的粘结作用，弱化高温岩面对喷射混凝土性能的劣化影响。
9、在三乙胺的催化作用下，包裹在芳纶纤维表面的聚氨酯发生固化，形成聚氨酯包裹芳纶纤维，当喷射混凝土浆料喷射至涂有硅橡胶增粘隔热剂的高温岩面上时，正在固化的聚氨酯包裹芳纶纤维和正在固化的硅橡胶增粘隔热剂相互结合，因二者同属于有机聚合物，加之十三烷基三甲基溴化铵的催化活性增强作用，聚氨酯包裹芳纶纤维的一端可牢牢地锁在硅橡胶增粘隔热层中，另一端与混凝土紧密粘结，形成桥接结构，可大幅度减少喷射混凝土回弹率。
10、芳纶纤维具有质地柔软、重量轻、高强度等性能，且具有优异的耐高温特性，但芳纶纤维表面相对光滑，具有较高的疏水性，与水泥基的粘结力较弱。本专利技术在三乙胺的催化作用下，包裹在芳纶纤维表面的聚氨酯发生固化，在纤维表面形成微小的凹凸不平的聚氨酯固化膜，在纤维与水泥基之间形成机械锚固点，可有效增强芳纶纤维与水泥基的粘结力；同时三乙胺的碱性特性可促使芳纶纤维与混凝土界面的水化产物形成更致密的结构，有效提升纤维和水泥基的界面结合力和粘结性；聚氨酯固化膜具有优异的弹性和韧性，有助于吸收混凝土的收缩和变形，从而减少开裂的风险；此外，在3-氨基丙基三乙氧基硅烷的强化粘结作用和纳米碳酸钙的微集料、火山灰活性和晶核作用下，增强混凝土水泥浆的密实度和提高水化硅酸钙凝胶数量，改善芳纶纤维-砂浆界面过渡区，进一步提升芳纶纤维与水泥基之间的粘结性能，改善界面过渡区的密实程度。粘结强化后的芳纶纤维在喷射混凝土中犹如大量的微细筋，在喷射混凝土中形成搭接，降低喷射混凝土回弹率，进一步强化高温稳定性，有效调节混凝土的收缩、干缩和温度变化而引起的微裂纹，能够有效的减少混凝土产生裂纹的机率，大幅度提升喷射混凝土的抗裂性能。
11、本专利技术通过在喷射混凝土浆料中加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的氨基基团与硅橡胶中的羟基基团反应，有效提高喷射混凝土与液态硅橡胶的黏附性。在硅橡胶增粘隔热剂中加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷可提供稳定的网络结构，改善硅橡胶的耐高温性能，增加其在高岩温环境下的稳定性，同时进一步提升硅橡胶与高岩温岩石之间、硅橡胶粘结隔热层与喷射混凝土之间的粘结性。
12、优选的，在硅橡胶增粘隔热剂涂刷完成的30min之内，在喷射混凝土浆料制备完成的5min之内，将所述喷射混凝土浆料喷射至涂有增粘隔热层的高温岩面上。通过控制喷射混凝土浆料的喷射时间，可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，在硅橡胶增粘隔热剂涂刷完成的30min之内，在喷射混凝土浆料制备完成的5min之内，将所述喷射混凝土浆料喷射至涂有增粘隔热层的高温岩面上。
3.根据权利要求1所述的一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，步骤S1中，所述硅橡胶增粘隔热剂的涂刷量为0.5～0.8kg/m2。
4.根据权利要求1所述的一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，步骤S1中，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、硅烷改性二氧化硅粉、陶瓷空心微珠、苯基硅油、交联剂和催化剂的质量比为(10～14)：(0.6～1)：(2～3)：(3～5)：(0.3～0.6)：(0.5～1)：(0.1～0.3)。
5.根据权利要求1所述的一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，步骤S1中，所述硅烷改性二氧化硅粉由二氧化硅份经甲基三甲氧基硅烷改性而成。
6.根据权利要求1所述的一种提升喷射混凝土高温性
7.根据权利要求1所述的一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，步骤S2中，所述改性陶粒的粒径为5～10mm，吸水率≤8％，热导率≤0.50W/K·m。
8.根据权利要求1所述的一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，所述喷射混凝土浆料的制备方法包括以下步骤：
9.根据权利要求1所述的一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，所述硅橡胶增粘隔热剂的制备方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，在硅橡胶增粘隔热剂涂刷完成的30min之内，在喷射混凝土浆料制备完成的5min之内，将所述喷射混凝土浆料喷射至涂有增粘隔热层的高温岩面上。
3.根据权利要求1所述的一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，步骤s1中，所述硅橡胶增粘隔热剂的涂刷量为0.5～0.8kg/m2。
4.根据权利要求1所述的一种提升喷射混凝土高温性能的方法，其特征在于，步骤s1中，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、硅烷改性二氧化硅粉、陶瓷空心微珠、苯基硅油、交联剂和催化剂的质量比为(10～14)：(0.6～1)：(2～3)：(3～5)：(0.3～0.6)：(0.5～1)：(0.1～0.3)。
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：费壮，万瑞，顾瑞，陈永久，薛立华，刘凯，袁明华，刘成，丁超，杜亚亚，佘远星，李小强，陈健，程瑞，易春林，文鑫，宋志愿，赵萌，莫凡，王润，
申请(专利权)人：江苏中建商品混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：
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