本發明專利技術全稱為“一種超強韌性空心改性聚丙烯纖維噴射混凝土”，屬于空心改性聚丙烯纖維技術和噴射混凝土技術領域。組成材料及配合比為：水2％～26.7％、水泥16.7％～52.5％、砂12.2％～36.3％、空心改性聚丙烯纖維0.1％～5.5％、粉煤灰13.1％～39％、高效減水劑1.3％～2.8％、增稠劑0.03％～1％和速凝劑0.01％～1％。纖維摻加采用先摻法，噴射工藝采用濕噴法。其主要技術方案是在混凝土中按配合比加入一種空心改性聚丙烯纖維，它是以聚丙烯纖維為基體加入一定質量分數的醋酸-丁酸纖維素共混改性成型，再經過拉伸、熱定型等處理制得中空纖維膜。各組成材料按照給定配合比配置，并結合施工工藝，使得本噴射混凝土具有內養護、耐久性好、韌性好、強度高、抗爆抗沖擊和自修復等諸多優點。在噴射混凝土領域中有廣闊的發展前景。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及空心改性聚丙烯纖維技術和噴射混凝土
，更確切的說它是一種超強韌性空心改性聚丙烯纖維噴射混凝土。
技術介紹
噴射混凝土是20世紀初發展起來的一種特殊的混凝土施工工藝，廣泛使用在開掘礦井巷道、地下鐵道、公路邊坡、隧道的支護、噴錨支護、深基坑護壁以及混凝土結構加固等方面。它是利用噴射機械將摻加速凝劑的混凝土噴射到巖面或建筑物表面，凝結硬化而成的一種混凝土。噴射混凝土在施工工藝、材料及結構等方面與普通現澆混凝土相比有許多優點(I)不需振搗；(2)早期強度高；(3)廣泛的適用性；(4)噴射出的纖維混凝土能有效地封閉裂縫，并與被加固結構緊密結合等。另外，為了保證噴射混凝土的強度，較小回彈率等，需要選用合理的施工工藝和混凝土配合比。噴射混凝土的施工工藝流程主要有干噴法、潮噴法、濕噴法和造殼噴射法。以上施工工藝中，干噴法噴射過程中粉塵量大，回彈率高，一次噴射的厚度小，水灰比不宜控制，并且噴射混凝土不均勻，強度不穩定；濕噴法如果處理不當，混凝土拌合物易在輸送管中堵塞和凝固，清洗困難；潮噴法水灰比仍不宜控制，同時回彈量仍較大；造殼噴射法雖然兼備了干噴和濕噴的優點，但是可操作性差，實際效果不明顯。從各噴射工藝可以看出，粉塵量和回彈量是噴射混凝土施工工藝好與壞的兩個重要指標。粉塵量大，造成空氣污染，噴射工人受影響。回彈量大，混凝土浪費多，成本高，噴射混凝土的強度低。此外，粘結力不佳、耐久性差、滲透性強和收縮量大也是噴射混凝土性能不佳的表現。除了上述噴射工藝之外，混凝土本身的性質也是影響噴射混凝土質量的重要因素。在現有技術中，比較常用的做法是在素混凝土中摻加粉煤灰、礦粉、硅粉等不同種類礦物摻合料形成礦用噴射混凝土，雖然在一定程度上改善噴射混凝土的性能，但效果不明顯。另外，在受噴面上配置網狀鋼筋，然后噴射混凝土，雖然引起的裂縫比不加鋼筋情況要少，但是裂縫較寬，導致防滲性和耐久性降低。由中鐵二局股份有限公司提出的專利技術“噴射混凝土”(專利號200810044240. 6)在一定程度了解決了上述問題，但是所選用的纖維為鋼纖維，加入鋼纖維之后，在耐久性上增加了混凝土導電性，助長了電化學腐蝕；在對混凝土增韌效果上，由于鋼纖維的耗能阻裂作用主要表現在裂縫擴展的初期，因此韌性提高不明顯；在施工上鋼纖維成本過高，對噴射設備有嚴重的損傷，并且難以拌合均勻。因此，開發一種新型的噴射混凝土并結合適當的工藝流程是很有必要的。本專利技術“一種超強韌性空心改性聚丙烯纖維噴射混凝土”主要從對傳統噴射混凝土材料的改善與工藝流程兩方面來進行闡述，其結果能夠很好的解決上述問題，并且有諸多自身的優良特性。
技術實現思路
本專利技術的目的鑒于上述噴射混凝土的不足，本專利技術需要解決的技術問題是提供一種超強韌性空心改性聚丙烯纖維噴射混凝土，使存在的各項不足在提出的新型噴射纖維混凝土材料和施工工藝下得以消除，并具有內養護、耐久性好、韌性好、強度高、抗爆抗沖擊和自修復等諸多優點。本專利技術·的技術方案 一種超強韌性空心改性聚丙烯纖維噴射混凝土，它包括水泥、粉煤灰、砂、水、減水劑、增稠劑、速凝劑和纖維，空心改性聚丙烯纖維O. 1% 5. 5%。其配比是，水2% 26. 7%、水泥16. 7% 52. 5%、砂12. 2% 36.3%、空心改性聚丙烯纖維O. I % 5. 5%、粉煤灰13. 1%~ 39 %、高效減水劑I. 3% 2. 8%、增稠劑O. 03%~ I %、速凝劑O. 01% 1%。空心改性聚丙烯纖維以聚丙烯纖維為基體加入一定質量分數的醋酸-丁酸纖維素共混改性成型，再經過拉伸、熱定型處理制得聚丙烯中空纖維膜，其內部含有空腔。能夠在水泥水化初期儲存部分自由水，延緩水化熱峰值的產生，減少水分的蒸發，從而大幅度降低混凝土早期因溫度降低收縮而開裂的風險。另外，隨著水泥水化不斷消耗水分，混凝土內濕度降低，促使空腔中的自由水釋放，繼續促進水泥水化，在混凝土中起到“內養護”作用，使水泥充分水化，混凝土孔隙率大大降低，提高了混凝土的密實度，同時抗氯離子侵蝕、抗硫酸鹽侵蝕和抗碳化能力等耐久性顯著提高。鋼纖維屬于高彈性模量纖維，而聚丙烯纖維屬于低彈性模量纖維，鋼纖維混凝土與聚丙烯纖維混凝土均比普通混凝土有更好的韌性，但是從增韌機理角度來講，具有低彈性模量的聚丙烯纖維在裂縫開展過程中，依靠與混凝土基體摩擦和自身變形來阻裂，因此，與其他高彈性模量纖維混凝土相比有更好的韌性。空心改性聚丙烯纖維可大大增強混凝土的抗爆性能。由于聚丙烯自身密度小，受噴面無掛網鋼筋，噴射混凝土密度也小，另外，聚丙烯的中空部分在混凝土基體內部形成微小網絡氣孔，能打開水氣通道，減輕內部應力，最終防止暴裂現象的發生。在抗爆性能上與防護工程中普通鋼筋混凝土相比具有以下優點1)改用亂向分布的空心改性聚丙烯纖維做次要加強筋，解決了爆炸位置不可預知帶來的受拉鋼筋布置不可預知的問題；2)解決了爆炸突然，變形來不及傳遞造成的局部破壞問題；3)解決了爆炸作用時材料內部應力分布復雜造成的配筋難的問題。在抗爆性能上與鋼纖維噴射混凝土相比具有以下優點1)密度更小，在爆炸作用下形成的慣性力小；2)纖維中空部分形成氣體通道，有效減輕內部應力；3)聚丙烯纖維彈性模量比鋼纖維小，在爆炸沖擊荷載下聚丙烯纖維伸長變形可以吸收大量能量，抗沖擊作用強。空心改性聚丙烯纖維噴射混凝土具有多重裂紋破壞和自修復的優點，裂紋分散而且寬度極小，可以有效分散內力，避免破壞性寬裂紋出現。另外，通過在裂紋中生成鈣化物和水化物等可以使裂紋自愈合并阻止水和腐蝕物質進入到混凝土內部。與現有技術相比，本專利技術具有的有益效果是 ①選用了具有優良性能的超強韌性空心改性聚丙烯纖維材料，能抗酸堿腐蝕，沒有銹蝕、老化問題，同金屬纖維相比，更容易儲存、運輸和使用，并且可以均勻自動地分布在混凝土中 ； ②應用所選纖維材料，結合施工工藝，有效降低了噴射過程中的粉塵含量，回彈率由普通濕噴混凝土的15%下降至7% ； ③粘結強度大大提高，可達到5MPa，一次噴射厚度可以達到O.6m以上； ④該噴射混凝土強度高，5分鐘即可初凝，28天超過30MPa； ⑤同金屬類纖維相比，聚丙烯纖維更易于運輸、儲存和使用，泵送容易，不會損傷設備; ⑥聚丙烯纖維作為混凝土的微加強筋系統，增大其抗沖擊能力，明顯提高抗彎曲強度，使其疲勞強度可提高3倍以上； ⑦聚丙烯空心纖維的中空部分，可以調節水化熱，提高了混凝土早期抗開裂能力；可以促進水泥水化，提高了混凝土的密實度和耐久性； ⑧聚丙烯空心纖維的中空部分在混凝土內部形成氣體管道，有抗爆抗沖擊的優點； ⑨具有多重裂紋破壞和自修復的優點； ⑩摻加本專利技術所用纖維后，噴射混凝土的射擊流初速度較使用其他材料(例如鋼纖維材料)慢25% 35%，減小對混凝土骨料的沖擊破壞，有利于提高噴射混凝土的質量。附圖說明圖I是一種超強韌性空心改性聚丙烯纖維噴射混凝土的施工工藝流程圖。具體實施例方式下面結合具體實施方式對本專利技術進一步的闡述 本專利技術的超強韌性空心改性聚丙烯纖維噴射混凝土，包括水、水泥、砂、空心改性聚丙烯纖維、粉煤灰、高效減水劑、增稠劑和速凝劑。以上配方的具體配比見下表權利要求1.一種超強韌性空心改性聚丙烯纖維噴射混凝土，它包括水泥、粉煤灰、砂、水、減水齊本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種超強韌性空心改性聚丙烯纖維噴射混凝土，它包括水泥、粉煤灰、砂、水、減水劑、增稠劑、速凝劑和纖維，其特征在于：噴射混凝土中含有空心改性聚丙烯纖維0.1％～5.5％？重量比。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：俞家歡，楊莉，賈還來，劉明，
申請(專利權)人：沈陽建筑大學，
類型：發明
國別省市：
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