[发明专利]一种用于隧道衬砌拱顶带模注浆的微膨胀注浆料

说明书

本发明公开了一种用于隧道衬砌拱顶带模注浆的微膨胀注浆料，主要解决了目前该类注浆料普遍存在的易收缩变形、相容性和结合性不足导致隧道拱顶出现脱空、开裂等质量缺陷的问题。该微膨胀注浆料由胶凝组分750～800份，复合级配石英砂900～1350份，氧化石墨烯改性矿物掺合料100～150份，体积稳定性调节剂8～10份，增强型减水剂2～3份加水混合搅拌而成，其水料比为0.16～0.19。该微膨胀注浆料具有较好的流动性和泵送性，与衬砌混凝土具有很好的结合性能，在基建行业具有显著的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及混凝土材料技术领域，具体涉及一种用于隧道衬砌拱顶带模注浆的微膨胀注浆料。

背景技术

隧道拱部衬砌混凝土在灌注过程中，由于泵送压力不足或因拔管过早等原因易造成拱顶衬砌混凝土出现厚度不足、脱空、开裂等质量缺陷。为提高铁路隧道衬砌质量，防止运营过程中出现隧道拱顶混凝土掉块现象，中铁十一局京沈京冀客专指挥部成功研发出隧道拱顶带模注浆施工技术，该技术通过对衬砌台车进行改造，在衬砌台车模板中心线位置沿台车纵向方向设置一定数量的注浆孔，并安装注浆用固定法兰，预埋活性粉末混凝土(RPC)注浆管，混凝土浇筑结束后及时从预埋注浆管处进行注浆。该施工技术不仅简化了传统注浆工艺，而且显著提高了注浆的质量。然而带模注浆工艺中，要求回填注浆材料与衬砌混凝土之间有良好的相容性、有效的修复性(衬砌厚度不足的部位)和良好的黏结性，此外，由于浇灌工艺以及浇灌时间过长等原因，还要求回填注浆材料对混凝土有一定的渗透力。

为此，本申请提供一种用于隧道衬砌拱顶带模注浆的微膨胀注浆料，注浆料采用各项指标优于衬砌混凝土性能的充填砂浆，与混凝土的粘接性能好，同时具有良好的流动性，可泵送性和微膨胀性能，可施工时间长，不泌水不收缩，凝结后强度高，不仅可起到充填作用，而且可以弥补或修复二次衬砌混凝土的缺陷，尤其是施工缝，从而提高衬砌混凝土的整体承载能力。

发明内容

本发明的目的在于解决目前使用的隧道衬砌拱顶带模注浆的微膨胀注浆料存在的易收缩变形、相容性和结合性不足导致隧道拱顶出现脱空、开裂等质量缺陷的问题，提供一种用于隧道衬砌拱顶带模注浆的微膨胀注浆料。该注浆料具有良好的流动性和可泵送性以及微膨胀性，与衬砌混凝土具有良好的结合性能，可施工时间长，不泌水不收缩，有一定的内养护作用，可以改善混凝土内部的湿度场，提高混凝土内部的含湿量，有效减小混凝土自收缩，从而有效地控制混凝土收缩裂缝的产生。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于隧道衬砌拱顶带模注浆的微膨胀注浆料，包括以下组分：凝胶组分、复合级配石英砂、氧化石墨烯改性矿物掺合料、体积稳定性调节剂、增强型减水剂以及水。

进一步的，所述微膨胀注浆料按照重量份数计的配方为：胶凝组分750～800份，复合级配石英砂900～1350份，氧化石墨烯改性矿物掺合料100～150份，体积稳定性调节剂8～10份，增强型减水剂2～3份，水料比0.16～0.19。

进一步的，所述胶凝组分由普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥按照19:1的质量比混合后，再掺入相当于两种水泥总质量0.05％的三乙醇胺并研磨至比表面积400～500m²/kg而成。研磨使得材料具有良好的渗透性和可灌性。

进一步的，所述复合级配石英砂由粒径分别为40～70目和20～40目的石英砂按照8:1的质量比混合均匀而成。

进一步的，所述氧化石墨烯改性矿物掺合料由氧化石墨烯分散在水中，再加入硅灰和粉煤灰搅拌干燥而成。其中，氧化石墨烯的用量相当于凝胶组分质量的0.05％，硅灰和粉煤灰的总用量相当于胶凝组分质量的13％，硅灰和粉煤灰的质量比为1:2。

更进一步的，所述粉煤灰为II级粉煤灰，其密度为2.60～2.75g/cm³，比表面积大于3500cm²/g；所述硅灰平均粒径为0.1～0.3μm，比表面积为20～28m/g，SiO₂含量为90％左右。