[發明專利]一種混凝土隧道襯砌材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010064181.X
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111233397B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 祝斯月;秦先濤;鄒祖緒;段嚴;毛振新;黃振凌;蘭虎;童文昊
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;B33Y70/10;C04B111/34
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 王和平

1.一種混凝土隧道襯砌材料，其特征在于：所述混凝土隧道襯砌材料無配筋且可借助3D打印設備進行施工并由水泥、粉煤灰、聚乙烯短切纖維、聚丙烯異型纖維、纖維分散粘結助劑、水化調節劑、聚羧酸減水劑、水和砂按如下比例制備而成：水泥21.8～30.9重量份、粉煤灰10.5～19.2重量份、聚乙烯短切纖維0.03～0.05重量份、聚丙烯異型纖維0.02～0.04重量份、纖維分散粘結助劑0.5～1.1重量份、水化調節劑0.22～0.41重量份、聚羧酸減水劑0.1～0.3重量份、水10.3～18.5重量份、砂40.2～65.9重量份，且各組分之和為100重量份；所述水化調節劑由三乙醇胺和酒石酸按照1：(2.1～3.7)的重量比混合而成；所述纖維分散粘結助劑由聚乙烯吡咯烷酮和超細沸石粉按照1：10的重量比混合而成，所述聚乙烯吡咯烷酮粉狀顆粒物的固含量大于96％，所述超細沸石粉的細度為200～400目。

2.根據權利要求1所述的混凝土隧道襯砌材料，其特征在于：

所述水泥為強度等級為52.5MPa的普通52.5硅酸鹽水泥，粉煤灰為一級粉煤灰。

3.根據權利要求1或2所述的混凝土隧道襯砌材料，其特征在于：

所述聚乙烯短切纖維的長度為1.5～2.5cm，直徑為25～35μm，抗拉強度為2800～3000MPa，密度為0.98g/cm³；所述聚丙烯異型纖維的長度為4～6cm，直徑為0.8～1.2mm，抗拉強度為550～650MPa，密度為0.90g/cm³。

4.權利要求1至3任一項所述的混凝土隧道襯砌材料的制備方法，其特征在于：

該方法包括如下步驟：

1)按材料組成比例計算稱取水泥、粉煤灰、聚乙烯短切纖維、聚丙烯異型纖維、纖維分散粘結助劑、水化調節劑、聚羧酸減水劑、水和砂，備用；

2)取水量15％～25％的水并將纖維分散粘結助劑加入其中，置于冰水浴中采用超聲波處理30～60min得到纖維分散粘結助劑懸浮液；然后加入聚乙烯短切纖維并繼續使用超聲波處理10～30min得到穩定的聚乙烯短切纖維分散體A，待用；

3)將稱量好的水泥、粉煤灰與砂拌合均勻得到混合物B；

4)將聚丙烯異型纖維、水化調節劑和聚羧酸減水劑加入剩余水中并攪拌均勻后，與聚乙烯短切纖維分散體A一起加入混合物B中，慢速攪拌10～30s，再快速攪拌1～5min，最后慢速攪拌30～60s即可。