一种应用在隧道结构下沉中复合材料的制作方法

本发明涉及隧道用材料领域，尤其涉及一种应用在隧道结构下沉中复合材料。

背景技术：

1、隧道多建在软弱的土层中,周边地下管线密集、地质条件复杂。且上方地面道路狭窄、交通繁忙、建筑物林立,加之地铁沿线地区的城市建设等原因必将引|起地铁隧道结构的纵向沉降。一旦沉降量超过规定的限度,尤其是不均匀沉降,将会引起地铁隧道结构的变形,给地铁的正常运行带来隐患。同时对周边环境产生影响，隧道结构下沉时，需要用到复合材料进行填充修复。

2、现有技术中，复合材料的憎水、加固和凝固速度效果不好，因此我们提出了一种应用在隧道结构下沉中复合材料，用来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在复合材料的憎水、加固和凝固速度效果不好的缺点，而提出的一种应用在隧道结构下沉中复合材料。

2、本发明提出的一种应用在隧道结构下沉中复合材料，包括以下重量份的原料：水泥30-50份、水10-15份、河砂20-30份、减水剂1-5份、纳米二氧化硅5-10份、憎水剂5-10份、加固剂5-10份、快速凝固剂5-10份。

3、优选的，所述憎水剂包括碳酸锆铵、聚硅氧烷粉末、异丁基三乙氧基硅烷、有机硅中的一种或多种。

4、优选的，所述加固剂包括丙烯酸乳液、石英砂。

5、优选的，所述快速凝固剂包括硝酸钠、偏铝酸钠、硅粉。

6、优选的，包括以下重量份的原料：水泥32-48份、水11-14份、河砂22-28份、减水剂2-4份、纳米二氧化硅6-9份、憎水剂6-9份、加固剂6-9份、快速凝固剂6-9份。

7、优选的，包括以下重量份的原料：水泥40份、水12份、河砂25份、减水剂3份、纳米二氧化硅7份、憎水剂7份、加固剂7份、快速凝固剂7份。

8、优选的，其制备方法包括以下步骤：

9、s1、将水泥、水、河砂进行搅拌混合，制得基料；

10、s2、向基料中加入减水剂和纳米二氧化硅搅拌混合均匀，制得混合料；

11、s3、向混合料中加入憎水剂、加固剂和快速凝固剂，搅拌混合均匀，制得应用在隧道结构下沉中的复合材料。

12、优选的，所述s1中，将水泥、水、河砂进行搅拌混合，通过搅拌机进行搅拌，搅拌时间20-30min，制得基料。

13、优选的，所述s2中，向基料中加入减水剂和纳米二氧化硅搅拌混合均匀，搅拌时间15-20min，制得混合料。

14、优选的，所述s3中，向混合料中加入憎水剂、加固剂和快速凝固剂，搅拌混合均匀，搅拌时间30-35min，制得应用在隧道结构下沉中的复合材料。

15、本发明的有益效果是：

16、丙烯酸乳液具有较好的流动性、渗透性和粘性，一方面能使其他活性成分均匀分散到混凝土中发挥作用；另一方面在磨损面起到粘接作用，可防止水泥材料的颗粒从表面脱落。

17、硝酸盐可以促进水泥的反应,加快混凝土凝结的速度。在混凝土中添加硝酸钠、硝酸钾等化学物质,可以增加混凝土中的硝酸盐含量,从而加速混凝土凝结的速度。

18、本发明通过憎水剂的加入，可以提高憎水效果，通过加固剂可以提高固化强度，通过快速凝固剂可以提高凝固速度。

技术特征：

1.一种应用在隧道结构下沉中复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥30-50份、水10-15份、河砂20-30份、减水剂1-5份、纳米二氧化硅5-10份、憎水剂5-10份、加固剂5-10份、快速凝固剂5-10份。

2.根据权利要求1所述的一种应用在隧道结构下沉中复合材料，其特征在于，所述憎水剂包括碳酸锆铵、聚硅氧烷粉末、异丁基三乙氧基硅烷、有机硅中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种应用在隧道结构下沉中复合材料，其特征在于，所述加固剂包括丙烯酸乳液、石英砂。

4.根据权利要求1所述的一种应用在隧道结构下沉中复合材料，其特征在于，所述快速凝固剂包括硝酸钠、偏铝酸钠、硅粉。

5.根据权利要求1所述的一种应用在隧道结构下沉中复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥32-48份、水11-14份、河砂22-28份、减水剂2-4份、纳米二氧化硅6-9份、憎水剂6-9份、加固剂6-9份、快速凝固剂6-9份。

6.根据权利要求1所述的一种应用在隧道结构下沉中复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥40份、水12份、河砂25份、减水剂3份、纳米二氧化硅7份、憎水剂7份、加固剂7份、快速凝固剂7份。

7.根据权利要求1所述的一种应用在隧道结构下沉中复合材料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种应用在隧道结构下沉中复合材料，其特征在于，所述s1中，将水泥、水、河砂进行搅拌混合，通过搅拌机进行搅拌，搅拌时间20-30min，制得基料。

9.根据权利要求7所述的一种应用在隧道结构下沉中复合材料，其特征在于，所述s2中，向基料中加入减水剂和纳米二氧化硅搅拌混合均匀，搅拌时间15-20min，制得混合料。

10.根据权利要求7所述的一种应用在隧道结构下沉中复合材料，其特征在于，所述s3中，向混合料中加入憎水剂、加固剂和快速凝固剂，搅拌混合均匀，搅拌时间30-35min，制得应用在隧道结构下沉中的复合材料。

技术总结
本发明属于隧道用材料领域，尤其是一种应用在隧道结构下沉中复合材料，针对现有的复合材料的憎水、加固和凝固速度效果不好的问题，现提出如下方案，其包括以下重量份的原料：水泥30‑50份、水10‑15份、河砂20‑30份、减水剂1‑5份、纳米二氧化硅5‑10份、憎水剂5‑10份、加固剂5‑10份、快速凝固剂5‑10份，本发明通过憎水剂的加入，可以提高憎水效果，通过加固剂可以提高固化强度，通过快速凝固剂可以提高凝固速度。

技术研发人员：赵鹏,马伟斌,郭小雄,李尧,柴金飞,颜明冬,常凯,安哲立,许学良,王志伟,邹文浩,徐湉源,刘承浩
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15