【技术实现步骤摘要】
本公开一般地涉及建筑材料，特别地涉及微纳米气泡水协同无氟无碱速凝剂制备喷射砼的方法及砼。
技术介绍
1、喷射砼，又称喷射混凝土，凝结硬化速率快、强度发展速率高、施工工艺简单，广泛应用于隧道、矿井、水力电力等大型工程的表面支撑和结构补强。
2、微纳米气泡是指气泡发生时直径在数百纳米之间的气泡，这种气泡是介于微米气泡和纳米气泡之间，具有常规气泡所不具备的物理与化学特性。微纳米气泡水能够促进拌合物中骨料浆面层的滚珠润滑作用，提升介观粗细料层浆体流动稳定性，进而改善拌合物的宏观工作性能，因此可以用于制备喷射混凝土。cn114560644b提出了通过空气和臭氧作为气泡引发气制备微纳米气泡水，然而这种利用臭氧的制备气泡水的方法操作难度大，在使用过程中泄露容易引发大气污染，同时其主要是通过气泡引发气以及和苯醌、异丙醇和乙醇配合，使得微纳米气泡不上浮并消除自由基，进而提升气泡水稳定性，但并未提及如何与特定组分速凝剂协同配合使用提升喷射砼的早期强度，并保证后期强度不损失。
3、液体速凝剂作为湿喷混凝土中的核心外加剂，其性能好坏对喷射混凝土的凝结硬化、强度发展和耐久性均起着决定性的作用。含碱速凝剂腐蚀性强，对人体危害大，并且容易引发碱集料反应，导致混凝土膨胀变形，并且砂浆和混凝土后期强度损失大，无碱速凝剂组分硫酸铝已发生水解反应，容易出现析晶沉淀，因此通常加氟来络合al3+，进而提高液体速凝剂的稳定性，但大量含氟化合物的使用导致混凝土早期强度发展缓慢，并且会对人体及环境产生危害，而且由于不同水泥的理化性质、矿物组分含量相差较
4、因此，急需一种制作原材料简单、能够显著改善骨料与拌合物浆体粘接效果的微纳米气泡水，以及能够与微纳米气泡水协同作用的、特定组分制备得到的低掺量无氟无碱速凝剂来制备喷射砼的方法，以解决现有方法制备得到的喷射砼不绿色环保，水泥的早期水化慢，速凝剂掺量较高，促凝效果差，后期强度损失大等问题。
技术实现思路
1、本公开的目的是提供一种，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。
2、根据本公开的第一方面，提供了一种微纳米气泡水协同无氟无碱速凝剂制备喷射砼的方法。该方法包括：对所述微纳米气泡水以预设振动频率进行第一预设时长的振动处理；将第一预定质量份的胶凝材料与经振动处理的所述微纳米气泡水进行第二预设时长的搅拌，所述第二预设时长不大于所述第一预设时长；以及加入第二预定质量份的所述无碱无氟速凝剂进行搅拌，以得到所述喷射砼，其中所述第二预定质量份与所述第一预定质量份在预定比例范围内，所述预定比例范围与所述喷射砼后期强度相关联。
3、根据本公开各个实施例制备喷射砼的方法，无碱无氟速凝剂相对于胶凝材料的掺量预定比例范围较低，在掺量较小的条件下就能实现良好的促凝效果，几乎不损失后期强度；在预设振动频率下对所述微纳米气泡水进行振动的时长大于将胶凝材料和微纳米气泡水加入搅拌机内搅拌的时长，有利于改善混凝土流动性，改善骨料与拌合物浆体的粘结效果，提高混凝土密实程度及强度；该施工方法以及通过该方法得到的喷射砼绿色环保，水泥早期水化快，早期强度高，能够满足隧道施工过程中对喷射混凝土的要求。
4、在一些实施例中，所述方法还可以包括：将气泡稳定剂加入水中以得到稳定剂溶液，其中所述气泡稳定剂与所述水的质量比为0.023:100；以及控制气泡发生器的压力为0.6-1.2mpa、空气或二氧化碳气体的进气量为4-5l/min、所述稳定剂溶液的流量为12-15l/min，对所述稳定剂溶液进行气泡循环剪切4-12min，以得到所述微纳米气泡水。在这样的实施例中，利用空气或二氧化碳这种容易获得的气体，在特定压力控制和特定质量比下，利用特定的流量参数和循环剪切参数，得到微纳米气泡水。该微纳米气泡水能够促进拌合物中骨料浆面层的滚珠润滑作用，提升介观粗细料层浆体流动稳定性，进而改善拌合物的宏观工作性能，而且能够较好地与无碱无氟速凝剂协同配合制备喷射砼。
5、在一些实施例中，所述预设振动频率可以为1300-1500次/min，所述第一预设时长可以为30-40s，所述第二预设时长可以为25-30s，所述预定比例范围可以为4％-8％，并且优选地为5％-7％。在这样的实施例中，提供了最优的振动频率范围、微纳米气泡水振动时长范围、胶凝材料与微纳米气泡水搅拌时长范围、以及预定比例范围，从而得到性能最佳的喷射砼。
6、在一些实施例中，所述第一预定质量份可以为400，所述第二预定质量份可以为15-32，所述微纳米气泡水可以为120-130份。在这样的实施例中，以该质量份得到的喷射砼早期水化快，水泥砂浆密度高，
7、在一些实施例中，所述无碱无氟速凝剂可以包括促凝组分55％～65％、醇胺1％～5％、羧酸0.5％～3％、早强组分4％～8％、悬浮分散剂1％～3％，剩余为水。在这样的实施例中，该组分下的无碱无氟速凝剂能够及较好地与微纳米气泡水协同作用，加速混凝土的水化反应，加速混凝土的水化，在起到促凝早强的同时还避免了碱性物质进入混凝土，一定程度上减少了碱骨料和碱集料反应，减少混凝土长期强度的损失，提高了混凝土的耐久性。
8、在一些实施例中，所述促凝组分可以包括聚合硫酸铝和无定形氢氧化铝；所述醇胺可以包括二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺中的至少两种；所述羧酸可以包括马来酸、草酸、甲酸中的至少一种；以及所述早强组分可以包括纳米二氧化硅、硅灰、甲酸钙、乙酸中的至少一种。在这样的实施例中，促凝组分包括两种，醇胺包括至少两种，能够进一步提升速凝剂和水泥的适应性，使得速凝剂适用于不同理化性质、矿物组分的水泥。
9、在一些实施例中，所述无碱无氟速凝剂可以通过以下方式制成：保持温度在50-70度，在水中依次添加所述聚合硫酸铝、所述无定形氢氧化铝、所述醇胺、所述早强组分、所述羧酸以及所述悬浮分散剂并且搅拌，搅拌速度为200～500r/min。在这样的实施例中，提供了无碱无氟速凝剂的简单容易实现的制备方式，既可以保证生产过程中绿色环保，又可以确保建设过程中高效快速施工。
10、在一些实施例中，所述气泡稳定剂可以包括异丙醇或乙醇中的一者或多者，并且所述胶凝材料可以为42.5普通硅酸盐水泥。在这样的实施例中，气泡稳定剂采用异丙醇或乙醇，可以更高效的稳定气泡，防止破裂，提高了微纳米气泡水的稳定性；普通硅酸盐水泥各成分相互结合形成混凝土基本骨架，能够与微纳米气泡水结合加快水泥水化反应，快速生成ca(oh)2和c-s-h凝胶沉淀，溶液中ca(oh)2晶核和c-s-h晶核相应增加，成核点位数量增加，进而提高水化反应在早期时的絮凝产物产量，在一定程度上进一步提高混凝土的强度。
11、在一些实施例中，可以利用振动台对所述微本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微纳米气泡水协同无氟无碱速凝剂制备喷射砼的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设振动频率为1300-1500次/min，所述第一预设时长为30-40s，所述第二预设时长为25-30s，所述预定比例范围为4％-8％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一预定质量份为400，所述第二预定质量份为15-32，所述微纳米气泡水为120-130份。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无碱无氟速凝剂包括促凝组分55％～65％、醇胺1％～5％、羧酸0.5％～3％、早强组分4％～8％、悬浮分散剂1％～3％，剩余为水。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述促凝组分包括聚合硫酸铝和无定形氢氧化铝；所述醇胺包括二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺中的至少两种；所述羧酸包括马来酸、草酸、甲酸中的至少一种；以及所述早强组分包括纳米二氧化硅、硅灰、甲酸钙、乙酸中的至少一种。
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