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本发明涉及混凝土,具体涉及一种喷射混凝土用液体增粘剂及其制备方法和应用。
1、随着建筑行业的快速地发展,喷射混凝土按喷射方法主要有两种形式一种是干喷,另一种则是湿喷,受喷射工艺自身的限制,混凝土在喷射施工中不可避免地会发生回弹,普通c20~c30干喷或者湿喷混凝土边墙和顶拱的综合回弹率一般大于20%,回弹一方面造成了混凝土物料的损失,增加了实施工程的成本,同时支护结构的掉落极易威胁实施工程人员的安全。
2、目前,常采用在混凝土中额外添加硅灰、粉煤灰等适当增加混凝土的粘度以及提升早期强度。然而,使用这一些无机材料作为增粘剂有如下缺点:一是掺量大,通常产量为水泥重量的6%~15%,成本高;二是粉煤灰等掺合料无法使得速凝剂迅速反应,影响了喷射混凝土的凝结时间,过量使用易出现更大面积的掉块。近年也有人通过加入纤维素、黄原胶等有机天然大分子外加剂来提高混凝土的粘度,但这类增粘剂的缺点在于一是会增加水泥的凝结时间,导致现场喷射混凝土的回弹量增加,二是会引入大量有害气泡,增加混凝土含气量损害混凝土耐久性。
3、因此,亟需提供一种既能提高喷射混凝土的凝聚性,降低回弹量,还能提高喷射混凝土的凝结时间的增粘剂。
1、本发明的最大的目的是提出一种喷射混凝土用液体增粘剂及其制备方法和应用,旨在提供一种既能提高喷射混凝土的凝聚性,降低回弹量,还能提高喷射混凝土的凝结时间的增粘剂。
2、为实现上述目的,本发明提出一种喷射混凝土用液体增粘剂,按照质量份数计,包括改性乳胶粉溶液600~700份、气相二氧化硅50~100份、纳米水化硅酸钙30~50份、增效剂20~50份、促凝剂20~50份、悬浮稳定剂5~10份、缓凝剂1~3、消泡剂0.5~1份。
5、将所述第一溶液与十二烷基硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚和聚醋酸乙烯酯混和、预乳化得第一乳液;
6、将所述第一乳液在保温条件下,与聚醋酸乙烯酯、aps溶液混合得第二溶液;
8、可选地,所述增效剂包括硅酸钠、硅酸锆、甲酸钙、硝酸钙以及亚硝酸钠中的至少一种。
9、可选地,所述促凝剂为聚合硫酸铁、二甲基乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺、单异丙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺、磷酸三乙醇胺中的至少一种。
10、可选地,所述悬浮稳定剂为凹凸棒土、海藻酸钠和超细海泡石中的至少一种。
12、可选地,所述缓凝剂为柠檬酸、葡萄糖酸钠、白糖、三聚磷酸钠、糊精以及六偏磷酸钠中的至少一种。
14、为实现上述目的,本发明还提出一种如上所述的喷射混凝土用液体增粘剂的制备方法,包括以下步骤:
15、将改性乳胶粉溶液、气相二氧化硅、纳米水化硅酸钙、增效剂、促凝剂、悬浮稳定剂、缓凝剂、消泡剂混合搅拌,得第一浆体;
16、将所述第一浆体加水混合至溶液固含量含达到20~25%即得到喷射混凝土用液体增粘剂。
17、进一步地,本发明还提出一种喷射混凝土,包括喷射混凝土用液体增粘剂和胶凝材料,所述喷射混凝土用液体增粘剂为如上所述任意一项所述的喷射混凝土用液体增粘剂或如上所述的制备方法制得的喷射混凝土用液体增粘剂。
18、可选地,包括喷射混凝土用液体增粘剂和胶凝材料,其中,所述速凝剂的添加量为所述胶凝材料的2~6%
19、本发明提供的技术方案中,喷射混凝土用液体增粘剂包括改性乳胶粉溶液600~700份、气相二氧化硅50~100份、纳米水化硅酸钙30~50份、增效剂20~50份、促凝剂20~50份、悬浮稳定剂5~10份、缓凝剂1~3、消泡剂0.5~1份,其中,所述改性乳胶粉的的最大的作用是可以有效提升乳胶粉的粘接能力,提高浆体的粘度,增大浆体的剪切应力,来提升浆体与骨料的粘接能力,使浆体与骨料都能紧密附着在围岩上,降低回弹率,明显提升喷射混凝土初支的整体安全性;采用气相二氧化硅,用于填充混凝土孔隙,提高混凝土强度,采用纳米水化硅酸钙,大多数都用在加速混凝土水化、提高混凝土的早期强度,同时,气相二氧化硅和纳米水化硅酸钙都能有效激发水泥活性,提升水泥早期强度,保证在一定围岩水压条件下的稳定性,并且不会损失混凝土的后期耐久性;所述增效剂大多数都用在加速混凝土早期水化,所述促凝剂用于增加水泥凝结时间,当采用增效剂与有机促凝剂复合使用,有机促凝剂可提升水泥凝结时间,同时,增效剂还可以适当提高化学胶凝基团的硬度,防止反应过快,减少因凝结时间过快而导致的强度受损问题,悬浮稳定剂用于提高溶液的悬浮稳定性;缓凝剂用于调节混凝土凝结时间,保证混凝土运送过程中的稳定性,消泡剂为有机硅消泡剂,有利于调节混凝土的含气量,提高混凝土的耐久性,同时,进一步限制喷射混凝土用液体增粘剂的质量份数,使得该液体增粘剂减少喷射混凝土的含气量的同时,且能有效提升喷射混凝土的回弹量和强度。
1.一种喷射混凝土用液体增粘剂,其特征是,按照质量份数计,包括改性乳胶粉溶液600~700份、气相二氧化硅50~100份、纳米水化硅酸钙30~50份、增效剂20~50份、促凝剂20~50份、悬浮稳定剂5~10份、缓凝剂1~3、消泡剂0.5~1份。
2.如权利要求1所述的喷射混凝土用液体增粘剂,其特征是,所述改性乳胶粉溶液的制备步骤包括:
3.如权利要求1所述的喷射混凝土用液体增粘剂,其特征是,所述增效剂包括硅酸钠、硅酸锆、甲酸钙、硝酸钙以及亚硝酸钠中的至少一种。
4.如权利要求1所述的喷射混凝土用液体增粘剂,其特征是,所述促凝剂为聚合硫酸铁、二甲基乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺、单异丙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺、磷酸三乙醇胺中的至少一种。
5.如权利要求1所述的喷射混凝土用液体增粘剂,其特征是,所述悬浮稳定剂为凹凸棒土、海藻酸钠和超细海泡石中的至少一种。
6.如权利要求1所述的喷射混凝土用液体增粘剂,其特征是,所述气相二氧化硅的比表面积大于1000m2/kg。
7.如权利要求1所述的喷射混凝土用液体增粘剂,其特征是,所述缓凝剂为柠檬酸、葡萄糖酸钠、白糖、三聚磷酸钠、糊精以及六偏磷酸钠中的至少一种;和/或,
8.一种如权利要求1至7中任意一项所述的喷射混凝土用液体增粘剂的制备方法,其特征是,包括以下步骤:
9.一种喷射混凝土,其特征是,包括喷射混凝土用液体增粘剂和胶凝材料,所述喷射混凝土用液体增粘剂为如权利要求1至7中任意一项所述的喷射混凝土用液体增粘剂或如权利要求8所述的喷射混凝土用液体增粘剂的制备方法制得的喷射混凝土用液体增粘剂。
10.一种喷射混凝土,其特征是,包括喷射混凝土用液体增粘剂和胶凝材料,其中,所述速凝剂的添加量为所述胶凝材料的2~6%。
本发明公开一种喷射混凝土用液体增粘剂及其制备方法和应用,所述喷射混凝土用液体增粘剂,按照质量份数计,包括改性乳胶粉溶液600~700份、气相二氧化硅50~100份、纳米水化硅酸钙30~50份、增效剂20~50份、促凝剂20~50份、悬浮稳定剂5~10份、缓凝剂1~3、消泡剂0.5~1份,其中,所述改性乳胶粉的的最大的作用是可以有效提升乳胶粉的粘接能力,提高浆体的粘度,增大浆体的剪切应力,来提升浆体与骨料的粘接能力,使浆体与骨料都能紧密附着在围岩上,降低回弹率,提升喷射混凝土初支的整体安全性,同时,进一步限制喷射混凝土用液体增粘剂的质量份数,使得该液体增粘剂减少喷射混凝土的含气量的同时,且能有效提升喷射混凝土的回弹量和强度。
张强,梁伟,陈家亮,陈玉英,董鹏,万海仑,徐青,李阳,陈永胜,彭丽雯,苏青,荣文文,刘啟荣,刘进,赵腾浩,彭建雄,刘晨光,何洪江
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