一种低回弹率的喷射干料及其制备方法与流程

1.本发明是关于建筑材料，特别是关于一种低回弹率的喷射干料及其制备方法。


背景技术：

2.喷射混凝土因其速凝、早强等性能，而在地铁隧道的初衬支护、各种结构加固、建筑基坑边坡支护等工程得到广泛应用。
3.当前，工程上大多在施工现场配制混凝土，然后进行“干喷”，其不良后果明显：(1)现场配制混凝土，需要较多场地用于储存水泥、粉煤灰等粉料，砂、石等骨料，速凝剂、减水剂等外加剂；既占地，又可能污染环境，在市中心的繁华地段，矛盾尤为突出；(2)现场配制混凝土的原料质量、配合比等都难以严格控制，造成工程质量隐患；(3)现场配制混凝土需要较多人力资源，直接增加了人力成本；(4)干喷时粉尘飞扬，严重影响工人的身心健康；(5)干喷时回弹大，约为30～40％，“回弹料不得再用”，既浪费资源、人工，又污染环境，还影响施工进度。
4.有部分工地采用湿喷法施工，预先配制的流态混凝土，经混凝土泵、管道输送至喷枪口处加入速凝剂，再喷射至受喷面。为了泵送，应配制流态混凝土；但流动性混凝土在受喷面上易坠落，为此需大量掺入速凝剂；但速凝剂不能预先加入，否则易堵泵、堵管；在喷枪口处加入的速凝剂，不论是粉体、液体的，都难以在喷射过程中混匀，使得喷射混凝土强度波动大，回弹率也高达25％-40％。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种低回弹率的喷射干料及其制备方法，本发明控制喷射混凝土回弹率的方法不是依靠速凝剂，而是主要通过控制集料的细度模数为4.0
±
0.2且粒径不大于7mm、利用快硬硫铝酸盐水泥改性硅酸盐水泥提高早强与抗垂挂性、利用纤维素醚与淀粉醚等添加剂增黏并提高抗垂挂性，综合以上三种因素以有效降低回弹率。其通过干料配方优化、应用技术优化，使得喷射混凝土工程的综合回弹率小、质量稳定、施工方便，现场不用建搅拌站、随拌随用，质量稳定、施工快捷、清洁文明，具有极佳的施工效果和推广意义。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种低回弹率的喷射干料，所述喷射干料的成分按重量份数包括：普通水泥150～250、特种水泥5～30、掺和料0～100、级配集料530～845、化学添加剂0～0.2、速凝剂0～10、纤维0～5、聚合物胶粉0～50、防冻剂0～30；
8.低回弹率的喷射干料实现降低回弹率的控制方式为：控制级配集料的级配，级配集料的细度模数为4.0
±
0.2，粒径最大为7mm；采用快硬特性的特种水泥改性普通水泥以提高早强、抗垂挂性；采用化学添加剂使喷射干料增黏、提高抗垂挂性。
9.本发明控制级配集料的细度模数的计算方法为：
10.称取试样250.0
±
0.1g，倒入附有筛底的标准试验筛中筛分，筛孔为9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm；称出各号筛的筛余量，精确至0.1g；计算9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm筛的累计筛余百分数，分别记为a0、a1、a2、a3、a4、a5、a6；
11.样品中集料的细度模数mx按式(1)计算：
[0012][0013]
式(1)中：mx为集料的细度模数，精确至0.01；b为喷射干料中除集料外的其他材料的百分数之和，精确至0.1％；a2、a3、a4、a5、a6分别为2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm筛的累计筛余百分数，精确至0.1％；最后细度模数取二次试验结果的算术平均值，精确至0.1。
[0014]
在本发明的一实施方式中，所述特种水泥包括快硬硫铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥；所述普通水泥包括i型硅酸盐水泥、ii型硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。
[0015]
在本发明的一实施方式中，所述化学添加剂包括纤维素醚、淀粉醚。
[0016]
在本发明的一实施方式中，所述速凝剂为无碱粉状速凝剂，所述防冻剂为乙二醇类粉体防冻剂，所述掺合料为矿渣粉，所述纤维为钢纤维、聚丙烯纤维，所述胶粉为vae类乳胶粉。
[0017]
在本发明的一实施方式中，喷射干料的制备过程包括：矿石破碎与分级、原料计量、混合、散装；喷射干料的应用过程包括：喷射干料散装运输入场、预加水混合、二次加水喷射施工。
[0018]
在本发明的一实施方式中，矿石破碎与分级过程为：先将矿石一次破碎、二次制砂，其中二次制砂过程中，在线控制集料的细度模数为4.0
±
0.2、最大粒径7mm；然后利用机械筛分结合气流分级系统，将集料分级为0-7mm、0-3mm、0-0.1mm、0-0.6mm、0.6-1.18mm、1.18-3mm共7个粒级，每一粒级的集中度均应大于65％。
[0019]
在本发明的一实施方式中，喷射干料的室内性能标准检测方法包括：
[0020]
(1)浆料制备：试验室拌制浆料时，各组分用量应以质量计，称量精度为
±
0.5％；在试验室搅拌浆料时采用机械搅拌，搅拌机符合现行行业标准jg/t 3033的规定，搅拌量为搅拌机容量的20％～80％；拌合用水应符合现行行业标准jgj 63的有关规定；
[0021]
将喷射干料加入搅拌机搅拌30s后，加入定量的水再搅拌120s；按jgj/t70的规定检测浆料稠度，浆料稠度应为(30
±
5)mm，否则应微调水料比，重新制备浆料至稠度合适；
[0022]
(2)凝结时间：按照jgj/t 70中的贯入阻力法测试，t30型浆料在加水后15min开始测试贯入阻力值，t60型浆料在加水后40min开始测试贯入阻力值，此后每隔5min测试一次，当贯入阻力值达到0.3mpa后，每隔2min测试一次；
[0023]
(3)抗压强度：采用边长为100mm的立方体试模，将新拌浆料一次装入试模，用铲刀沿试模壁插捣，自加水时开始7min之内装入并完成插捣，并使混凝土拌合物高出试模口；再将带料试模放置或固定于混凝土振动台上，开机振动45s；振动时试模不得有跳动，不得过振或欠振；振动完毕后立即用铁抹子抹平，自加水至抹平的时间不得超过10min；其他参照gb/t 50081的有关规定进行。
[0024]
在本发明的一实施方式中，所述喷射干料按室内标准检测方法检测的强度大于设计强度等级的1.4倍。
[0025]
本发明同时公开了低回弹率的喷射干料，用于地铁隧道初衬、建筑基坑边坡支护、建筑结构加固工程。
[0026]
与现有技术相比，根据本发明的低回弹率的喷射干料及其制备方法，降低回弹率的手段主要不是依靠速凝剂，而是利用新型计算方法控制集料细度模数和最大粒径，利用纤维素醚、淀粉醚等添加剂增粘、提高抗垂挂性，利用快硬硫铝酸盐水泥进一步提高早强、抗垂挂性，综合以上三种因素以有效降低回弹率。通过干料配方优化、应用技术优化，使得喷射混凝土工程的综合回弹率小、强度高。施工过程便捷高效，现场不用建搅拌站、随伴随用，质量稳定。施工过程快捷、清洁文明，减少了环境污染，节约了资源，具有极佳的施工效果和推广意义。
附图说明
[0027]
图1是根据本发明一实施方式的低回弹率的喷射干料的制备方法的流程图；
[0028]
图2是根据本发明一实施方式的低回弹率的喷射干料的应用方法的流程图。
具体实施方式
[0029]
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0030]
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0031]
根据本发明优选实施方式为一种低回弹率的喷射干料，一种低回弹率的喷射干料，所述喷射干料的成分按重量份数包括：普通水泥200、特种水泥20、掺和料30、级配集料733.85、纤维素醚0.15、纤维1、防冻剂15，普通水泥为ⅱ型42.5硅酸盐水泥，特种水泥为42.5快硬硫铝酸盐水泥，掺合料为矿渣粉，集料的细度模数为4.0
±
0.2、最大粒径7mm，纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚，纤维为聚丙烯纤维，防冻剂为乙二醇类粉状防冻剂。该配比为优选的组分配比。
[0032]
如图1所示，本发明实施例提供了一种低回弹率的喷射干料的制备方法，该制备方法包括：
[0033]
矿石破碎与分级：先将矿石一次破碎、二次制砂，其中二次制砂过程中，在线控制集料的细度模数为4.0
±
0.2、最大粒径7mm，然后利用机械筛分结合气流分级系统，将集料分级为0-7mm、0-3mm、0-0.1mm、0-0.6mm、0.6-1.18mm、1.18-3mm共7个粒级，要求每一粒级的集中度均大于65％；
[0034]
原料计量：按照喷射干料的重量份数将各组分准确计量；计量精度应符合gb 51176的要求；
[0035]
混合：将各组分混合搅拌均匀，得到干料；干料均匀度应符合jc/t 2182的要求；
[0036]
散装：宜通过车辆散装运往施工场地备用，散装车辆应符合sb/t 10546的要求。
[0037]
喷射混凝土喷射施工后工程的综合回弹率不大于10％。喷射干料按室内标准检测
方法检测的强度大于设计强度等级的1.4倍。
[0038]
本实施例低回弹率的喷射干料，实现降低回弹率的控制方式通过三个方面综合实现：控制级配集料的级配，级配集料的细度模数为4.0
±
0.2，粒径最大为7mm；采用快硬特性的特种水泥改性普通水泥以提高早强、抗垂挂性；采用化学添加剂使喷射干料增黏、提高抗垂挂性。
[0039]
本实施例控制级配集料的细度模数的计算方法为：
[0040]
称取试样250.0
±
0.1g，倒入附有筛底的标准试验筛中筛分，筛孔为9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm；称出各号筛的筛余量，精确至0.1g；计算9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm筛的累计筛余百分数，分别记为a0、a1、a2、a3、a4、a5、a6；
[0041]
样品中集料的细度模数mx按式(1)计算：
[0042][0043]
式(1)中：mx为集料的细度模数，精确至0.01；b为喷射干料中除集料外的其他材料的百分数之和，精确至0.1％；a2、a3、a4、a5、a6分别为2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm筛的累计筛余百分数，精确至0.1％；最后细度模数取二次试验结果的算术平均值，精确至0.1。
[0044]
通过检测后级配集料的细度模数为4.0
±
0.2才是满足本发明的级配集料。
[0045]
本实施例对喷射干料的室内性能标准检测方法步骤为：
[0046]
(1)浆料制备：试验室拌制浆料时，各组分用量应以质量计，称量精度为
±
0.5％；在试验室搅拌浆料时采用机械搅拌，搅拌机符合现行行业标准jg/t 3033的规定，搅拌量为搅拌机容量的20％～80％；拌合用水应符合现行行业标准jgj 63的有关规定；
[0047]
将喷射干料加入搅拌机搅拌30s后，加入定量的水再搅拌120s；按jgj/t70的规定检测浆料稠度，浆料稠度应为(30
±
5)mm，否则应微调水料比，重新制备浆料至稠度合适；
[0048]
(2)凝结时间：按照jgj/t 70中的贯入阻力法测试，在加水后15min开始测试贯入阻力值，此后每隔5min测试一次，当贯入阻力值达到0.3mpa后，每隔2min测试一次；
[0049]
(3)抗压强度：采用边长为100mm的立方体试模，将新拌浆料一次装入试模，用铲刀沿试模壁插捣，自加水时开始7min之内装入并完成插捣，并使混凝土拌合物高出试模口；再将带料试模放置或固定于混凝土振动台上，开机振动45s；振动时试模不得有跳动，不得过振或欠振；振动完毕后立即用铁抹子抹平，自加水至抹平的时间不得超过10min；其他参照gb/t 50081的有关规定进行。
[0050]
对本实施例制备的喷射干料进行检测的数据如表1和表2所示。
[0051]
表1：喷射干料主要性能
[0052][0053]
表2：喷射干料粘结时间
[0054][0055]
由上述检测数据可知，喷射干料在试验室标准检测状态下，28天抗压强度较高，可达到28.0-42.0mpa以上，28天收缩率小于0.15％，水溶性氯离子小于0.02％，凝结时间可稳定在
±
15min以内。
[0056]
利用新型计算方法控制集料细度模数和最大粒径，利用纤维素醚、淀粉醚的添加剂增粘、提高抗垂挂性，利用快硬硫铝酸盐水泥进一步提高早强、抗垂挂性，综合以上几种因素以有效降低回弹率。能够节约喷射料的用量，减少资源浪费和环境污染。
[0057]
在本发明的一优选的实施例中，所述喷射干料的成分按重量份数包括：普通水泥180、特种水泥20、掺和料50、级配集料750、化学添加剂0.15；所述普通水泥为ii型硅酸盐水泥，特种水泥为快硬铁铝酸盐水泥，掺合料为矿渣粉，化学添加剂为羟丙基甲基纤维素醚，集料的细度模数为4.0
±
0.2、最大粒径7mm。
[0058]
在本发明的一优选的实施例中，所述喷射干料的成分按重量份数包括：普通水泥220、特种水泥22、掺和料48、级配集料683.85、速凝剂5、纤维1、防冻剂20、化学添加剂0.15；所述普通水泥为普通硅酸盐水泥，特种水泥为快硬铁铝酸盐水泥，化学添加剂为淀粉醚；掺合料为矿渣粉，纤维为聚丙烯纤维，速凝剂为无碱粉状速凝剂，防冻剂为乙二醇类粉状防冻剂，集料的细度模数为4.0
±
0.2、最大粒径7mm。
[0059]
在本发明的一优选的实施例中，所述喷射干料的成分按重量份数包括：普通水泥250、特种水泥25、掺和料25、级配集料664.8、速凝剂3、纤维2、聚合物胶粉30，化学添加剂0.2；所述普通水泥为i型硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥的等质量混合物，特种水泥为快硬铁铝酸盐水泥；掺合料为矿渣粉，纤维为钢纤维、聚丙烯纤维的等质量混合物，化学添加剂为纤维素醚、淀粉醚的等量混合物，胶粉为vae类胶粉，速凝剂为无碱粉状速凝剂，集料的细度模数为4.0
±
0.2、最大粒径7mm。
[0060]
如图2所示，本发明实施例提供了一种低回弹率的喷射干料的应用方法，该方法包括：
[0061]
喷射干料散装运输入场：通过散装车辆将喷射干料以散装形式直接送至施工现场，然后通过散装车自带的压缩空气系统，将干料气送至预先立于现场的散装移动筒仓内；散装移动筒仓内应有防离析设施；
[0062]
预加水混合：利用散装移动筒仓自带的连续混合机，自动下料、加水、混合搅拌得到干硬性浆料；连续混浆机的搅拌轴应适宜于搅拌干硬性浆料；自来水压须稳定、水量须连续可调；
[0063]
再次加水喷射施工：干硬性浆料通过喷射机、输送管道进入喷枪，在喷枪口处二次加水、混合后，喷射至受喷面后快速凝结硬化为喷射混凝土基体。
[0064]
硬化后的喷射混凝土基体的28天收缩率不大于0.15％；水溶性氯离子不大于0.02％；抗压强度不小于28mpa。
[0065]
本发明同时公开了低回弹率的喷射干料，用于地铁隧道初衬、建筑基坑边坡支护、建筑结构加固工程。
[0066]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。