[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

说明书

本发明提供了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，原料为: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，能够用于新建隧道建设及既有线病害隧道维修加固，性能优异。

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，具体为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，应用于隧道维修加固中。

背景技术

近年来，我国基础建设快速发展，公路、铁路建设的隧道也越来越多，随着服役时间延长，受围岩条件、地质结构、环境气候等因素影响，很多隧道出现了衬砌开裂、变形、掉块、漏水等各种病害，这些病害严重降低了隧道结构的安全性和稳定性，威胁着隧道行车安全，必须对其进行整治。

现有技术一般根据隧道地质条件、使用环境、病害情况选择整治方案，对于病害程度较轻的隧道，一般采用有注浆封堵，表面封堵，局部修复等方式进行整治，成本较低，施工简便，但是由于技术缺陷，维修效果并不理想，病害容易反复出现；采用波纹板加注砂浆的整治方式对病害隧道结构进行整体加固，较其它方式有了较大改善，效果明显提高，但该施工方法存在波纹板背后注浆不密实，脱空，灌注的硫铝酸盐水泥基灌浆料与原衬砌粘结性不强，成本极高等问题，尤其是在沿海地区，由于空气潮湿度大，含盐量高，波纹板及其螺栓等金属配件极易出现锈蚀，导致其它病害出现。

另外，隧道病害主要集中于二次衬砌，二次衬砌通常采用C35或C40的普通混凝土，其承载力、耐久性、抗渗性均较差，因此受围岩压力，地下水侵蚀等因素影响易发生多种病害，影响行车安全，而且因其抗压强度较低，只能通过增加厚度以达到需要的承载能力，其厚度达30cm-40cm，这使得隧道开挖断面更大，成本增高，尤其是对于围岩条件较差的隧道，造成极大的施工困难，因此需要一种高强、耐久性好及其它优异性能的材料代替C35/C40混凝土作为隧道二次衬砌，降低二衬厚度，减少建造以及后期维修成本。

活性粉末混凝土是一种组成材料颗粒达到最优级配的水泥基复合材料，具有良好的韧性、强度和耐久性，是一种性能优异的土木工程材料，但常用的活性粉末混凝土存在混合料粘度高，粘底，纤维沉降堆积，施工困难等问题，尤其是流动度差，不适用灌注工艺，限制了活性粉末混凝土的应用范围，导致其不能应用于隧道建设及维修加固领域。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供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，其组成材料粒径达到最优级配，同时掺加各种功能助剂，使其不仅具有高强度，高抗渗性，高防腐性等优异性能，经增韧改性后韧性、抗冲击性、抗震性和抗裂性更加优异，有效改善了传统的水泥基材料高强但质脆的缺点；流动性好，可采用常规灌注工艺施工，应用于新建隧道以及病害隧道的维修加固中，与隧道原衬砌粘结性好，防水性好，可应用于各种恶劣环境，具有自愈合能力，减少了后期维修成本。

本发明还有一个目的在于提供一种用于隧道建设及维修加固的特种活性粉末混凝土的应用，用于隧道建设及维修加固。

本发明具体技术方案如下：

一种用于隧道建设及维修加固的特种活性粉末混凝土，包括以下质量份原料: