[發(fā)明專利]一種納米高強噴射混凝土增強劑及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111320408B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁國杰
• 申請（專利權(quán)）人: 天津如米基業(yè)新材料有限公司
• 主分類號: C04B24/12
• 分類號: C04B24/12;C04B22/12;C01B33/10;C04B103/12;C04B14/48;C04B16/02
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本發(fā)明公開了一種納米高強噴射混凝土增強劑，包含以下原料：減水劑、纖維素納米纖維、鋼纖維和特殊制備的助凝劑。通過優(yōu)化組分、用量，該產(chǎn)品可有效解決傳統(tǒng)混凝土存在的裂縫或孔隙而導致滲漏水的現(xiàn)象，極大地改善混凝土耐腐蝕性差、早期強度低、回彈率大、后期強度增長慢和水化反應(yīng)不充分等問題，從而顯著提高混凝土抗壓、抗折、抗沖擊及抗?jié)B等各項性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米高強噴射混凝土增強劑及其應(yīng)用，屬于混凝土外加劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

噴射混凝土指的是在高壓作用下將混凝土或拌合物經(jīng)管道傳輸?shù)絿娚錂C的噴嘴處，與水混合后以高速噴射到指定位置并迅速凝結(jié)硬化以形成具有支護形式的一種混凝土施工技術(shù)。由于其具有施工簡易、適應(yīng)性強、結(jié)構(gòu)密實度高等特點在土建、隧道、橋梁等領(lǐng)域受到廣泛應(yīng)用。

然而在實際應(yīng)用工程中，噴射混凝土常面臨速凝劑腐蝕性強、后期強度降低、易產(chǎn)生收縮裂縫、回彈率大、耐腐蝕性差等問題，這些問題將直接影響到利用該方法施工帶來的安全性、經(jīng)濟性等問題。因此，亟需開發(fā)一種高效的噴射混凝土增強劑以改善這些缺點。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種納米高強噴射混凝土增強劑及其應(yīng)用。該增強劑可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中的早期強度低、后期強度增長慢、回彈率大、水化反應(yīng)不充分等問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案加以實現(xiàn)的：

一種納米高強噴射混凝土增強劑，包括以下重量份的組分：減水劑50-100份、纖維素納米纖維100-500份、鋼纖維100-400份和助凝劑3-6份，所述助凝劑包含氟硅酸鎂、甲酸鈣和三異丙醇胺，其重量比為5-20:10-40:10-30。

優(yōu)選地，纖維素納米纖維的長度為1-3μm，直徑為0.03-0.05μm；鋼纖維的長度為20-40mm，直徑為0.4-0.6mm。

進一步地，所述納米高強噴射混凝土增強劑中氟硅酸鎂的制備方法如下：

1)首先通過鹵水石灰乳法制備氫氧化鎂，即向80℃、1mol/L氯化鎂溶液中滴加等物質(zhì)的量的石灰乳，攪拌12h后加入除鈣劑進行除鈣，然后將制得的乳液過濾、洗滌、干燥得到氫氧化鎂粉體；再將氫氧化鎂粉末于500-700℃下加熱分解得到氧化鎂。

2)將鈉長石、螢石、98％的硫酸按照1:2:4的質(zhì)量比混合，并于100-200℃下反應(yīng)得到含有硫酸鈣、硫酸鈉和硫酸鋁的固體殘渣和含有氟化硅的氣體生成物；將氣體生成物進行水解，得到含有氟硅酸溶液的水解液；然后將該水解液置于反應(yīng)釜中，向其中加入步驟1)中制得的氧化鎂，使氧化鎂與氟硅酸溶液反應(yīng)30-60min，過濾得到氟硅酸鎂溶液，濃縮結(jié)晶、離心分離并干燥得到六氟硅酸鎂晶體。

進一步地，所述納米高強噴射混凝土增強劑優(yōu)選包括以下重量份的組分：減水劑60份、纖維素納米纖維400份、鋼纖維300份和助凝劑5份。

進一步地，所述助凝劑中優(yōu)選氟硅酸鎂、甲酸鈣和三異丙醇胺的重量比為10:30:20。

進一步地，優(yōu)選所述纖維素納米纖維的長度為2μm，直徑為0.04μm，長徑比為50；鋼纖維的長度為30mm，直徑為0.5mm，長徑比為60。

本發(fā)明提供的納米高強噴射混凝土增強劑，具有以下有益效果：

1)強度大大提高，纖維素納米纖維和鋼纖維具有協(xié)同提高混凝土力學強度的作用。在增強劑摻量為5％的條件下，纖維素納米纖維和鋼纖維混合摻雜后的混凝土在28天時強度可達到78.6MPa,遠高于摻雜前的噴射混凝土強度。

2)回彈率顯著降低，添加增強劑后回彈率可降低到2％以下，粉塵濃度降低43％，節(jié)約施工成本。