[發明專利]一種用于隧道建設及維修加固的特種活性粉末混凝土及其制備方法及應用

有效

• 申請號: 202210335723.1
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114524649B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 顧忠良
• 申請（專利權）人: 蕪湖弘馬新材料有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B24/42;C04B20/02;C04B20/00;D01F6/74;D06M10/02;E21D11/10;C04B111/76;C04B111/20;C04B111/34;C04B111/90
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 任晨晨

1.一種用于隧道建設及維修加固的特種活性粉末混凝土，其特征在于，包括以下質量份原料：

普通硅酸鹽水泥35-50份，超細礦粉3.0-5.0份，硅灰0.5-1.5份，粉煤灰4.0-8.0份，膨脹劑0.5-1.0份，砂40-60份，炭黑0.005-0.01份，石墨烯0.002-0.005份，減水劑0.1-0.4份，早強劑0.5-1.0份，改性聚氧乙烯聚合物0.5-1.0份，滲透結晶防水劑1.0-3.0份，磷酸三丁酯0.1-0.2份，高強度微細鋼纖維1.5-3.0份，高性能聚酰亞胺纖維0.2-1.0份，微生物膠囊1.0-2.0份；

所述早強劑的制備方法如下：

1)將30-40質量份的硬石膏，40-50質量份的鋁礬土，20-30質量份的石灰混合均勻，然后進行煅燒，煅燒至1800℃后快速冷卻至室溫，磨細至粒徑1000目以上，即得早強劑A；

2)將3.0-4.0質量份的聚羧酸減水劑、0.1-0.2質量份的聚醚環氧共改性硅油、0.01-0.05質量份的助表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉，7.0-8.0質量份的水投入攪拌速率為500-700轉/分鐘的快速混合攪拌釜中，攪拌均勻，作為底料；將7-8質量份的甲酸鈣，1.0-2.0質量份的聚羧酸減水劑，45-50質量份的水攪拌均勻并充分溶解得滴加液A1；將7.5-9.0質量份的零水偏硅酸鈉，15.0-18.0質量份的水攪拌均勻并充分溶解得滴加液B1，將滴加液A1和滴加液B1在10-20℃溫度下勻速滴加至底料中，滴加時間2-3h，滴加完成后保持攪拌3h，得早強劑B懸濁液；

3)早強劑B懸濁液噴霧干燥獲得早強劑B，與早強劑A混合，即得；

所述高性能聚酰亞胺纖維制備方法如下：

A、在室溫下合成聚酰胺酸預聚體溶液：在干燥潔凈的錐形瓶中加入4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)與溶劑N,N’-二甲基乙酰胺(DMAc)，然后分5-10次加入2,2’,3,3’-聯苯四酸二酐(i-BPDA)，每兩次間隔15-30min，在室溫下攪拌4小時后，再加入i-BPDA的同分異構體3,3’,4,4’-聯苯四酸二酐(s-BPDA)，室溫下攪拌6小時，最后加入苯乙炔苯酐(PEPA)，攪拌3個小時，密封后在0℃的冰箱中放置24h進行均化反應，得到無規共聚型聚酰胺酸預聚體溶液；

B、將步驟A的聚酰胺酸預聚體溶液采用濕法紡絲工藝制備成聚酰亞胺纖維；

C、將步驟C所得纖維切割成1.0-1.5cm的短切纖維；

D、將步驟C制備的短切聚酰亞胺纖維進行表面處理刻蝕。

2.根據權利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于，所述普通硅酸鹽水泥平均粒徑15-30μm；所述普通硅酸鹽水泥為P.O42.5、P.O42.5R、P.O52.5或P.O52.5R中的一種。

3.根據權利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于，所述減水劑為聚羧酸型減水劑，減水率≥30％。

4.根據權利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于，步驟3)中所述早強劑A和早強劑B重量比為1:1。

5.根據權利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于，步驟A中4,4’-ODA，i-BPDA，s-BPDA和PEPA的摩爾比為6:2.5:2.5:2。

6.根據權利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于，步驟B中，濕法紡絲工藝具體參數為:亞胺化溫度為300-350℃，熱拉伸溫度為350-400℃，拉伸倍數為1.5-2.5，制備的聚酰亞胺纖維玻璃化轉變溫度≥300℃，在空氣環境下5％熱失重溫度≥500℃，拉伸強度≥100MPa，拉伸模量≥2.0GPa。