本发明属于喷射混凝土用胶凝材料领域，具体涉及一种喷射混凝土用改性微硅粉。
背景技术：
喷射混凝土是指利用压缩空气或其它动力，将水泥、砂、石、速凝剂、外加剂及水等原材料按一定比例配合好的拌和料，通过管道输送，并以高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。在一些大面积的衬砌支护结构工程中，喷射混凝土支护与传统的支护形式相比有着无可比拟的优越性。但喷射混凝土存在回弹率高、粉尘大、强度偏低、易开裂、抗渗及耐久性差等问题，导致施工环境恶劣，围岩变形大，支护工程达不到设计使用寿命，易出现隧道渗水等一系列问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述喷射混凝土存在回弹率高、粉尘大、强度偏低、易开裂、抗渗及耐久性差的问题，本发明提供一种喷射混凝土用改性微硅粉。
本发明采用的技术方案如下：
一种喷射混凝土用改性微硅粉，按重量份配比计，该改性微硅粉由以下组分制成：
本方案的有益效果如下：能显著改善混凝土的和易性、黏聚性以及抗泌水性，降低喷射混凝土回弹率及开裂风险，提高混凝土硬化物早期及后期的强度，改善混凝土孔隙结构，提高喷射混凝土抗渗性能和耐久性。
微硅粉含有大量的SiO2，偏高岭土中含有大量的SiO2和Al2O3，为水化反应提供反应物；减水剂用于减少制备混凝土的过程中水分的使用量，减少微硅粉和偏高岭土在水中溶解时对水的需求量；碱激发剂用作催化剂，促进SiO2和Al2O3发生水化反应，提高混凝土早期及后期强度；氢氧化钠溶解于水中，使得整个混凝土呈碱性环境，增强碱激发剂的催化性能；糖钙缓凝剂用于延缓水泥的水化反应，延长混凝土的凝固时间；三乙醇胺作为一种水泥早强剂，对水泥的水化反应有催化作用，使得C3A的水化加速，加速钙矾石和C-S-H凝胶的形成，消耗大量的拌合水，加速水泥石的形成并快速地向立方晶型转变，同时由于可溶性络合物的形成，降低了水泥浆中Ca2+和Al3+的浓度，从而促进了其他水泥矿物的反应；聚丙烯酰胺和羟丙基甲基纤维素醚能显著提高混凝土拌合物稠度，增加黏聚性，降低回弹，提高混凝土拌合物与围岩的粘结性能，提高支护工程的稳定性及安全性。
优选地，所述微硅粉的比表面积≥18000m2/kg，平均粒径≤300nm，需水量比≤115％，28d活性指数≥120％。
此规格的微硅粉，易溶于水，且能够将其中的活性组分SiO2释放出来，增加SiO2颗粒的比表面积，使得催化反应能够彻底进行，用于增强混凝土早期及后期强度。
优选地，所述偏高岭土为超细偏高岭土，超细偏高岭土的平均粒度≤2.1μm，比表面积≥600m2/kg，28d活性指数≥110％。
超细偏高岭土易溶于水，能够将其中的SiO2和Al2O3充分地释放出来，且大的比表面积，能够加快水化反应的速度。
优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂粉体，减水率≥30％。
聚羧酸减水剂易溶于水，能够防止混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝，低掺量下发挥较高的塑化效果；采用减水率≥30％的聚羧酸减水剂粉体，使得微硅粉和偏高岭土的用水量不增加。
优选地，所述碱激发剂为粉末状的硅酸钾，细度为300目。
硅酸钾溶于水中，电离出钾离子，钾元素为活泼的碱金属元素，能够激发SiO2和Al2O3中的各个化学键快速断裂，从而加速SiO2和Al2O3的水化反应；300目的硅酸钾能够快速溶于水且能够彻底地溶于水形成水溶液。
优选地，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚，羟丙基甲基纤维素醚的分子量为10万。
分子量为10万的羟丙基甲基纤维素醚一方面能够满足施工方面的性能要求，另一方面，其中的亲水基团多，故而易溶于水，从而使得混凝土具有良好的粘稠度。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：能显著改善混凝土的和易性、黏聚性以及抗泌水性，降低喷射混凝土回弹率及开裂风险，提高混凝土硬化物早期及后期的强度，改善混凝土孔隙结构，提高喷射混凝土抗渗性能和耐久性。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。下面结合具体的实施例对本发明作详细说明。
实施例一
选用比表面积≥18000m2/kg、平均粒径≤300nm、需水量比≤115％、28d活性指数≥120％的微硅粉，比表面积≥600m2/kg、28d活性指数≥110％的超细偏高岭土，减水率≥30％的聚羧酸减水剂粉体，细度为300目的硅酸钾，分子量为10万的羟丙基甲基纤维素醚；
将质量份数如下的上述微硅粉100份；超细偏高岭土15份；聚羧酸减水剂粉体0.5份；硅酸钾1份；氢氧化钠0.5份；糖钙缓凝剂0.5份；三乙醇胺0.1份；聚丙烯酰胺0.5份以及羟丙基甲基纤维素醚0.5份混合均匀形成产品一，测定产品一的比表面积、平均粒径、需水量比以及28d活性指数。
实施例二
将质量份数如下的微硅粉100份；偏高岭土15份；减水剂0.5份；碱激发剂1份；氢氧化钠0.5份；糖钙缓凝剂0.5份；三乙醇胺0.1份；聚丙烯酰胺0.5份以及纤维素醚0.5份混合均匀形成产品二，测定产品二的比表面积、平均粒径、需水量比以及28d活性指数。
实施例三
将质量份数如下的微硅粉100份；偏高岭土15份；减水剂0.8份；碱激发剂2.0份；氢氧化钠0.8份；糖钙缓凝剂0.8份；三乙醇胺0.2份；聚丙烯酰胺0.7份以及纤维素醚0.75份混合均匀形成产品三，测定产品三的比表面积、平均粒径、需水量比以及28d活性指数。
实施例四
将质量份数如下的微硅粉100份；偏高岭土15份；减水剂1份；碱激发剂3份；氢氧化钠1份；糖钙缓凝剂1份；三乙醇胺0.3份；聚丙烯酰胺1份以及纤维素醚1份混合均匀形成产品四，测定产品四的比表面积、平均粒径、需水量比以及28d活性指数。
实施例五
将480千克水泥、30千克砂子、40千克石子、24千克凝剂以及75千克水混合且搅拌均匀，测定该混凝土的坍落度、拱回弹率以及抗压轻度。
实施例六
在实施例一的基础上，本实施例将实施例一中混合均匀的改性微硅粉38.4千克、水泥480千克、砂子30千克、石子40千克、凝剂24千克以及水75千克混合且搅拌均匀，测定该混凝土的坍落度、拱回弹率以及抗压轻度。
表1.实施例一～实施例四中各产品的各项性能指标检测结果表
表2.本发明产品应用效果对照表
由表1可知，产品一和产品二的对比可知，选用比表面积≥18000m2/kg、平均粒径≤300nm、需水量比≤115％、28d活性指数≥120％的微硅粉，比表面积≥600m2/kg、28d活性指数≥110％的超细偏高岭土，减水率≥30％的聚羧酸减水剂粉体，细度为300目的硅酸钾以及分子量为10万的羟丙基甲基纤维素醚作为改性微硅粉的组成组分，产品一的比表面积、平均粒径、需水量比以及28d活性指数各项指标均优于产品二，故而优选用比表面积≥18000m2/kg、平均粒径≤300nm、需水量比≤115％、28d活性指数≥120％的微硅粉，比表面积≥600m2/kg、28d活性指数≥110％的超细偏高岭土，减水率≥30％的聚羧酸减水剂粉体，细度为300目的硅酸钾以及分子量为10万的羟丙基甲基纤维素醚明显地改善混凝土的和易性、黏聚性以及抗泌水性，降低喷射混凝土回弹率及开裂风险，提高混凝土硬化物早期及后期的强度，改善混凝土孔隙结构，提高喷射混凝土抗渗性能和耐久性。
由表1中的产品二、产品三以及产品四测定的各项指标结果中可以看出，各组分的含量越高，改性微硅粉的各项性能越好。
由表2可知，加入了改性微硅粉的混凝土的坍落度、拱回弹率以及抗压强度均优于未加入改性微硅粉的混凝土的性能，显著改善混凝土的和易性、黏聚性以及抗泌水性，降低喷射混凝土回弹率及开裂风险，提高混凝土硬化物早期及后期的强度，改善混凝土孔隙结构，提高喷射混凝土抗渗性能和耐久性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。