本发明专利技术公开了一种适用地下水封油库的掺矿粉高性能喷射混凝土及制备方法。本发明专利技术喷射混凝土包括水泥、矿粉、粉煤灰、砂、石、水、高效减水剂、无碱速凝剂和减缩剂，各组成用量为：水泥267~370kg/m3，矿粉44~159kg/m3，粉煤灰0~140kg/m3，石627~722kg/m3，砂855~962kg/m3，水185~200kg，高效减水剂4.44~5.29kg/m3，无碱速凝剂26.7~31.7kg/m3，减缩剂0~15.86kg/m3。本发明专利技术喷射混凝土成本较低，具有较低的收缩值、较高的抗渗性能以及与岩石良好的粘结性能，可以保证喷射混凝土作为永久结构层的耐久性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种永久结构所用的高性能喷射混凝土，尤其涉及一种。
技术介绍
由于战争、能源分布不均、地缘政治等因素，能源危机一直是各国政府需要考虑的重大议题，近2(Γ30年来战略石油储备在世界各国得到越来越高的重视。而地下水封油库又是石油储备中大家最乐于采用的一种形式，基于地下水封油库安全、储存容量大、占地少、投资小、损耗小、污染小、运行管理费用低、装卸速度快等众多优点，开始广泛应用于国家石油战略储备和各种商业储存。截至1988年，在斯堪迪那维亚半岛已有200多座地下原油、石油产品及重燃料油库在使用。在韩国、日本、中东等地也建有很多地下水封岩洞油库， 韩国建有四个地下洞库，总库容1830万m3，日本建有3座地下洞库，总库容500万m3。基于国家石油储备的安全性考虑，我国于2003年正式启动建立石油储备体系。根据地下水封油库的选址原则，地下水封油库一般建在稳定地下水位以下的岩体中，岩体特性为坚硬、完整性好的块状岩体区，并具有弱透水性，最好是结晶状、未风化或微风化花岗岩，岩体级别I或II级。基于这些基本条件，决定了地下水封石油洞库在建设过程中无需大量复杂的支护措施。在《地下水封石洞油库设计规范》(GB50455-2008)中规定，地下水封油库支护设计按照围岩性质采取不同的支护措施。如直接采用喷射混凝土、采用锚杆加固、采用喷锚、挂网或钢架等联合支护。一般地下水封油库选址时考虑的岩石地址条件都较好，所以绝大部分位置采用喷射混凝土即可；但在开挖过程中也会遇到不同的岩石地质条件，有些需要采用不同的支护方式。其中，除了支护的要求，地下水封油库对渗透性也有较特别的要求，洞库形成后不要求严格的不透水性，允许其有一定的渗透量，宏观上可以表述为“渗而不漏”；其次， 地下水封油库的地下水封安全高度一般为2(T25m，储油洞室内最大工作压力一般不超过 O. IMPa，因此，对于喷射混凝土层而言，除了必要的强度与粘结性能以外，一定的抗渗性能也是工程所必需的。综上，在地下水封油库的施工中，可以根据施工中岩石状态的不同，判断围岩状况和渗漏水情况决定喷射混凝土材料以及相应的施工方式。传统喷射混凝土配合比一般依据 《水电水利工程锚喷支护施工规范》(DL/T 5181-2003)以及《地下水封石洞油库设计规范》 (GB50455-2008)等相关规范中的规定进行实施。但这些规范中关于喷射混凝土方面的规定仍然停留在较早期的技术水平，对目前新技术、新材料的考虑较少，因此并不完全适应现有的新技术，例如，传统喷射混凝土配合比并不适用于地下水封油库。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术考虑了地下水封油库对喷射混凝土的技术要求，在传统喷射混凝土基础上对喷射混凝土的抗渗性、与岩石层的粘结强度和收缩率进行改进，并提出了一种适用地下水封油库的掺矿粉高性能喷射混凝土。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案一种适用地下水封油库的掺矿粉高性能喷射混凝土，包括水、水泥、矿物掺合料、 骨料和外加剂，所述的矿物掺合料包括矿粉，所述的骨料包括细骨料和粗骨料，细骨料为砂，粗骨料为石，所述的外加剂为闻效减水剂和无喊速凝剂。该混凝土中各组分用量为水泥267 370kg/m3，矿粉44 159kg/m3，石627 722kg/ m3,砂855 962kg/m3,水185 200kg/m3,高效减水剂4. 44 5. 29kg/m3,无碱速凝剂 26. 7^31. 7kg/m3。在上述用量范围内调整可以得到不同强度等级、渗透性能、粘结强度、收缩率的一系列喷射混凝土，以满足地下水封油库对喷射混凝土的不同技术要求。上述矿物掺合料还包括粉煤灰，其用量不大于140kg/m3。上述外加剂还包括减缩剂，其用量不大于15. 86kg/m3。作为优选，所述的减缩剂为在公开日2009年2月18日、公开号CN101367633A的中国专利《一种混凝土用智能缩减剂及其制备方法和用途》中所公开的缩减剂，该缩减剂是一种对水具有特殊吸附作用的高分子功能材料，主要由重量百分比为1(Γ20%的聚丙烯酰胺、 2^7%的聚醚高分子表面活性剂、22 33%的膨润土、42 50%的累托石和5 12%的聚丙烯构成。上述高效减水剂为聚羧酸型高效减水剂，聚羧酸型高效减水剂是一种液态减水剂，固含量为20%，减水率为25%。上述无水速凝剂的掺加量优选为胶凝材料质量的6%，胶凝材料为水泥和矿物掺合料的总称。上述粗骨料石的粒径范围是5 15mm。上述细骨料砂的细度模数为2. 5 3. O。上述适用地下水封油库的掺矿粉高性能喷射混凝土的制备方法，包括步骤步骤1，按比例将水泥、骨料和矿物掺合料混合搅拌得到混合物，根据上述配方，矿物掺合料为矿粉和粉煤灰、或仅为矿粉；步骤2，向步骤I所得混合物中按比例加入水和除缩减剂外的外加剂，搅拌混合得到喷射混合物，根据上述配方，除缩减剂外的外加剂为闻效减水剂和减缩剂、或仅为闻效减水剂；步骤3，在喷射设备喷嘴处混入无碱速凝剂，采用喷射设备对步骤2所得喷射混合物进行喷射施工，步骤4，喷射施工完成后进行喷雾养护。本专利技术组分中的矿粉为粒化高炉矿粉，是在高炉冶炼生铁时，所得的以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒而得。使用粒化高炉矿粉可得到绿色、低碳的建筑材料，例如，在水泥中等量掺入粒化高炉矿粉可减少95%的二氧化碳排放。使用矿粉替代普通水泥已是国际公认为的一种节能减排、绿色、低碳途径。对本专利技术而言，在喷射混凝土中掺入矿粉不仅可以大幅降低成本，还能有效提高喷射混凝土工作性、改善孔结构，从而达到提高喷射性混凝土抗渗性、抗冻性等耐久性能的目的。本专利技术喷射混凝土的优选方案中还掺入了减缩剂，该减缩剂是一种对水具有特殊吸附作用的高分子功能材料，其内部带有强烈的亲水基团，可以吸收自身重量成百上千倍的水，同时膨胀成一种与水牢固结合的水凝胶，即使受到相当大的压力，这种凝胶中的水也很少被挤出。因此，掺入该减缩剂后可以有效抑制喷射混凝土自收缩的产生，防止喷射混凝土硬化后开裂，从而提高喷射混凝土的抗渗性及长期耐久性。和现有技术相比，本专利技术喷射混凝土具有如下特点和有益效果I、本专利技术在传统喷射混凝土基础上，采用外加矿物掺合料和外加剂，并通过合理配伍得到符合地下水封油库工程技术需求的一系列喷射混凝土材料。本专利技术高性能混凝土具有较低的成本、良好的工作性、较高的粘结强度、较高的收缩性以及一定的抗渗性，可以保证喷射混凝土作为永久结构层的耐久性，满足地下水封油库对喷射混凝土的要求。2、和传统喷射混凝土相比，本专利技术喷射混凝土硬化后喷射混凝土收缩小，硬化混凝土更加密实，提高了抗渗性、耐久性和整体性能，将其作为永久建筑结构层可延长使用寿命O3、本专利技术高性能喷射混凝土的出机坍落度为20(T220mm，坍落度经时(I小时)损失为3(T50mm(即I小时后混凝土坍落度为15(Tl90mm) ;3天抗压强度为 17. 8 36. 3MPa，28天抗压强度为27. 8 54. 3MPa ；3天劈拉强度为I. 4 3. 2MPa，28天劈拉强度为2. 8 5. 5MPa ;喷射混凝土与岩石粘结强度为O. 86 I. 89MPa ;喷射混凝土 90天龄期干缩率为464X 10-6 587X10_6 ;抗渗等级为W8 W40，氯离子渗本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用地下水封油库的掺矿粉高性能喷射混凝土，其特征在于：每立方米喷射混凝土中各材料用量为：水泥267~370kg，矿粉44~159kg，石627~722kg，砂855~962kg，水185~200kg，高效减水剂4.44~5.29kg，无碱速凝剂26.7~31.7kg。
【技术特征摘要】
1.一种适用地下水封油库的掺矿粉高性能喷射混凝土，其特征在于 每立方米喷射混凝土中各材料用量为水泥267 370kg，矿粉44 159kg，石627 722kg，砂855 962kg，水185 200kg，高效减水剂4. 44^5. 29kg，无碱速凝剂26. 7 3L 7kg。2.如权利要求I所述的适用地下水封油库的掺矿粉高性能喷射混凝土，其特征在于 所述的喷射混凝土中还包括粉煤灰，每立方米喷射混凝土中粉煤灰的用量不大于140kg。3.如权利要求I所述的适用地下水封油库的掺矿粉高性能喷射混凝土，其特征在于 所述的喷射混凝土中还包括减缩剂，每立方米喷射混凝土中减缩剂的用量不大于15.86kg。4.如权利要求3所述的适用地下水封油库的掺矿粉高性能喷射混凝土，其特征在于 所述的减缩剂主要由重量百分比为1(Γ20%的聚丙烯酰胺、2 7%的聚醚高分子表面活性剂、22 33%的膨润土、42 50%的累托石和5 12%的聚丙烯组成。5.如权利要求I所述的适用地下水封油库的掺矿粉高性能喷射混凝土，其特征在于 所述的石的粒径范围是5!5mm。6.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓，何真，高志华，荣耀久，蔡新华，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。