[發明專利]一種硬巖隧道防水型單層襯砌的材料及制備方法

在審

• 申請號: 201910095853.0
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109626914A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 王守慧;溫書億;趙光泉;嚴金秀;徐斌;李德明;李陽;鄧一三;詹谷益;袁云海
• 申請（專利權）人: 青島市地鐵一號線有限公司;中鐵科學研究院有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B111/27
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 何悅

1.一種硬巖隧道防水型單層襯砌的材料，其特征在于，由以下重量份數的原料組成：水泥980-1020份、中砂1804-1916份、碎石1203-1277份、聚羧酸高性能減水劑16.8-17.2份、硅灰劑9.9-10.1份、聚烯烴纖維11.9-12.1份、水396-404份、無堿速凝劑79.2-80.8份。

2.根據權利要求1所述的一種硬巖隧道防水型單層襯砌的材料，其特征在于，所述水泥選用P.O52.5普通硅酸鹽水泥，其比表面積350~400 m²/ kg，C3A含量不小于5%。

3.根據權利要求1所述的一種硬巖隧道防水型單層襯砌的材料，其特征在于，所述中砂不得使用機制砂，其細度模數在2.6~3.0之間，砂中含泥量小于2%；砂中泥塊含量小于1%。

4.根據權利要求1所述的一種硬巖隧道防水型單層襯砌的材料，其特征在于，所述碎石的顆粒級配為5~10mm，碎石中含泥量小于1%，泥塊含量小于0.5%，碎石中針片狀顆粒含量按質量計小于8%，碎石的堆積密度大于1450 kg/m³。

5.根據權利要求1所述的一種硬巖隧道防水型單層襯砌的材料，其特征在于，所述聚羧酸高性能減水劑選用聚羧酸鹽類高性能減水劑，在25攝氏度的測試溫度時，其減水率大于或等于25%，堿含量（Na₂O+0.658K₂O）小于10%，Na₂SO₄含量小于或等于10%，氯離子含量小于0.1%、密度為1.1 g/cm³。

6.根據權利要求1所述的一種硬巖隧道防水型單層襯砌的材料，其特征在于，所述硅灰劑的固含量為25±1.0%，PH值為9.5±1.0，粘度（20攝氏度）小于15mPas，堿含量小于0.2%，氯離子含量小于0.1%。

7.根據權利要求1所述的一種硬巖隧道防水型單層襯砌的材料，其特征在于，所述聚烯烴纖維選用束狀單絲型纖維，其當量直徑為0.7mm，纖維長度為48mm，纖維的抗拉強度為500~600MPa，纖維的彈性模量為7.0MPa，纖維的熔點為130攝氏度，纖維的密度為0.91g/cm³。

8.根據權利要求1所述的一種硬巖隧道防水型單層襯砌的材料，其特征在于，所述水選用飲用水，其PH值大于4.5，水中以CL^-計氯化物小于2000mg/L，水中以SO₄^2-計硫酸鹽小于2000 mg/L。

9.根據權利要求1所述的一種硬巖隧道防水型單層襯砌的材料，其特征在于，所述無堿速凝劑選用粘度小于1000mPa.S，且無分層、沉淀較少，與膠結材和減水劑相容性較好的無堿速凝劑；所述無堿速凝劑要求摻量小于8%能滿足初凝≤3min，終凝≤10min，混凝土1d強度大于5MPa，28d強度保持率在90%以上；所述無堿速凝劑在25攝氏度的溫度環境下，其堿含量≤1%，氯離子含量小于0.1%，PH值為2.5±0.5。

10.根據權利要求1所述的一種硬巖隧道防水型單層襯砌的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將所述重量分數的原料添加到強制攪拌機內，要求攪拌充分，保證纖維分散均勻，一次攪拌量不大于額定攪拌量的80%；投料時先按碎石、中砂、水泥、聚烯烴纖維的順序依次分別投入強制攪拌機內，干拌30秒形成拌和料，再將聚羧酸高性能減水劑、硅灰劑與水一起加入拌和料中進行攪拌，攪拌時間為3.5~4.0分鐘;

步驟二：將所述步驟一種制備的混凝土通過地面混凝土罐車，輸送至下料口，然后通過隧道內混凝土罐車運輸至隧道內濕噴臺車，然后添加權利要求9所述的無堿速凝劑在濕噴臺車噴嘴處，進行噴射混凝土施工;

步驟三：噴射混凝土制作完成后，在溫度大于5攝氏度時進行灑水養護。