[发明专利]一种用于隧道建设及维修加固的特种活性粉末混凝土及其制备方法及应用

权利要求书

1.一种用于隧道建设及维修加固的特种活性粉末混凝土，其特征在于，包括以下质量份原料：

普通硅酸盐水泥35-50份，超细矿粉3.0-5.0份，硅灰0.5-1.5份，粉煤灰4.0-8.0份，膨胀剂0.5-1.0份，砂40-60份，炭黑0.005-0.01份，石墨烯0.002-0.005份，减水剂0.1-0.4份，早强剂0.5-1.0份，改性聚氧乙烯聚合物0.5-1.0份，渗透结晶防水剂1.0-3.0份，磷酸三丁酯0.1-0.2份，高强度微细钢纤维1.5-3.0份，高性能聚酰亚胺纤维0.2-1.0份，微生物胶囊1.0-2.0份；

所述早强剂的制备方法如下：

1)将30-40质量份的硬石膏，40-50质量份的铝矾土，20-30质量份的石灰混合均匀，然后进行煅烧，煅烧至1800℃后快速冷却至室温，磨细至粒径1000目以上，即得早强剂A；

2)将3.0-4.0质量份的聚羧酸减水剂、0.1-0.2质量份的聚醚环氧共改性硅油、0.01-0.05质量份的助表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，7.0-8.0质量份的水投入搅拌速率为500-700转/分钟的快速混合搅拌釜中，搅拌均匀，作为底料；将7-8质量份的甲酸钙，1.0-2.0质量份的聚羧酸减水剂，45-50质量份的水搅拌均匀并充分溶解得滴加液A1；将7.5-9.0质量份的零水偏硅酸钠，15.0-18.0质量份的水搅拌均匀并充分溶解得滴加液B1，将滴加液A1和滴加液B1在10-20℃温度下匀速滴加至底料中，滴加时间2-3h，滴加完成后保持搅拌3h，得早强剂B悬浊液；

3)早强剂B悬浊液喷雾干燥获得早强剂B，与早强剂A混合，即得；

所述高性能聚酰亚胺纤维制备方法如下：

A、在室温下合成聚酰胺酸预聚体溶液：在干燥洁净的锥形瓶中加入4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)与溶剂N,N’-二甲基乙酰胺(DMAc)，然后分5-10次加入2,2’,3,3’-联苯四酸二酐(i-BPDA)，每两次间隔15-30min，在室温下搅拌4小时后，再加入i-BPDA的同分异构体3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(s-BPDA)，室温下搅拌6小时，最后加入苯乙炔苯酐(PEPA)，搅拌3个小时，密封后在0℃的冰箱中放置24h进行均化反应，得到无规共聚型聚酰胺酸预聚体溶液；

B、将步骤A的聚酰胺酸预聚体溶液采用湿法纺丝工艺制备成聚酰亚胺纤维；

C、将步骤C所得纤维切割成1.0-1.5cm的短切纤维；

D、将步骤C制备的短切聚酰亚胺纤维进行表面处理刻蚀。

2.根据权利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于，所述普通硅酸盐水泥平均粒径15-30μm；所述普通硅酸盐水泥为P.O42.5、P.O42.5R、P.O52.5或P.O52.5R中的一种。

3.根据权利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸型减水剂，减水率≥30％。

4.根据权利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于，步骤3)中所述早强剂A和早强剂B重量比为1:1。

5.根据权利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于，步骤A中4,4’-ODA，i-BPDA，s-BPDA和PEPA的摩尔比为6:2.5:2.5:2。

6.根据权利要求1所述的活性粉末混凝土，其特征在于，步骤B中，湿法纺丝工艺具体参数为:亚胺化温度为300-350℃，热拉伸温度为350-400℃，拉伸倍数为1.5-2.5，制备的聚酰亚胺纤维玻璃化转变温度≥300℃，在空气环境下5％热失重温度≥500℃，拉伸强度≥100MPa，拉伸模量≥2.0GPa。