一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，包括按重量计的以下组份：聚丙烯酸钠：35?45份；有机高分子粘结剂；45?55份；聚乙烯醇：5?12份。通过添加增粘剂，由于其具有很好的粘结性和保水性，一方面可以降低湿喷混凝土的回弹率，使得喷射质量更加稳定，避免了材料的浪费；另一方面，可以改善混凝土浆液的分散性和流动性，进而改善湿喷混凝土的均匀性，减小孔隙率，最终改善湿喷混凝土的力学性能。
【专利说明】
一种用于湿喷混凝土的保水増粘外加剂
技术领域
[0001]本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂。
【背景技术】
[0002]喷射混凝土技术广泛应用于岩土工程及地下工程的围岩支护中，实践证明，喷射混凝土同现浇混凝土相比，施工简便易行，省去支模、浇注和拆模工序，使混凝土输送、浇注和捣实合为一道工序，节省了人力，缩短了工期，还可以通过输料软管在高室或狭小工作区间的薄壁结构施工。目前，混凝土喷射技术已广泛应用于冶金、煤炭、水利及各种地下工程硐室、巷道的支护。
[0003]喷射混凝土技术从干喷发展到潮喷和湿喷。对于干喷和潮喷而言，由于施工时喷射混凝土的回弹率高，落浆现象严重，施工质量得不到保障；而且粉尘浓度大，有害于施工人员的身体健康，因此干喷和潮喷施工已经逐渐被湿喷技术所取代。
[0004]在进行湿喷混凝土施工中，必须借助混凝土外加剂，才能使混凝土牢牢沾附在施工体表面。现有的技术一般都是在喷头处加液体速凝剂，但是目前的市面上，虽然混凝土速凝剂的品种较多，但是能够针对湿喷混凝土产生较好效果的速凝剂并不多见，往往如果混凝土的水灰比过大，则混凝土容易离析且粘度小，一次喷射厚度较小甚至无法挂壁;如果混凝土的水灰比过小，则混凝土可拌性差且流动性差，容易堵管，造成材料浪费，且混凝土喷射质量不稳定。如何配置出既能保水，使混凝土流动性好，又能具备相应的粘结强度，使喷射混凝土回弹率低，是现在湿喷混凝土技术急需解决的技术问题。
[0005]理论上讲，现有的湿喷用液体速凝剂只解决了混凝土快速固化与快速提高强度的问题，不具备增加保水和粘结强度的作用。因此，要改善上述问题，很有必要研发一种既具有保水作用，又具有增粘效果的混凝土外加剂，解决现有湿喷混凝土中存在的问题。
[0006]但是，普通的混凝土增粘剂的增粘效果一般，不能满足湿喷混凝土对高保水性和高粘性的双重要求。而且，混凝土在喷射过程中，由于其自身的重力作用，往往会造成混凝土不均匀和孔隙率较高，严重影响混凝土硬化后的力学性能，而普通的增粘剂对提高混凝土力学性能的效果并不显著。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂。
[0008]为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]—种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，包括按重量计的以下组份:
[0010]聚丙烯酸钠:35-45份；
[0011 ]有机高分子粘结剂;45-55份；
[0012]聚乙烯醇:5-12份。
[0013]由于聚丙烯酸钠分子内许多阴离子基团的离子现象使分子链增长，粘度增大，形成高粘性溶液，其溶于水后可以形成胶凝体。聚丙烯酸钠的粘性并非吸水膨胀产生，因此聚丙烯酸钠的加入并不会影响湿喷混凝土的保水性和流动性，在显著提高混凝土浆液粘性的同时，仍然能保持较低的混凝土回弹率。
[0014]通过实验发现，这个配比下的聚乙烯醇可以起到很好的保水效果。
[0015]进一步的，所述有机高分子粘结剂包括羟丙基甲基纤维素、黄原胶或海藻酸钠。
[0016]优选的，所述有机高分子粘结剂为羟丙基甲基纤维素。粘度测试时，经过了若干种不同组份的配合实验，发现将聚丙烯酸钠和羟丙基甲基纤维素这两种组份共同配合后，其粘度能达到叠加效应，可以最大限度的提高混凝土的粘性。此外，在混凝土浆液中添加羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇后，混凝土骨料粒子可以很好的被握裹起来，进而呈胶团状连接。这可以降低混凝土凝固时的泌水和离析显现，使混凝土固化后更加均质，改善混凝土的力学性能。
[0017]进一步的，一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，还包括按重量计1-4份的碳酸钠，碳酸钠能增加混凝土浆液的弹性和延展性，此外还有利于混凝土浆液栗送和减少回弹。
[0018]进一步的，一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，还包括按重量计1-2份的碳酸钙，降低钙含量可以得到较软的凝胶，增大钙含量可以得到较硬的凝胶。过量的钙有可能导致局部反应过快，导致产生不连续凝胶或沉淀。增加上述适量的钙，不会产生不连续凝胶或沉淀的情况，而且可以增加浆液粘度，并最终有利于增加硬结固化后的混凝土强度。
[0019]使用时，所述增粘剂的重量占混凝土中水泥重量的2%_6%。
[0020]进一步的，一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，还包括按重量计60-200份的硅粉。混凝土在喷射过程中，由于喷射冲击力及其自身的重力作用，往往会造成混凝土不均匀和孔隙率较高，严重影响混凝土硬化后的力学性能。这一方面需要通过增加混凝土的粘性予以改善，另一方面，通过向增粘剂中添加硅粉，可以在保证混凝土粘性的同时，增加混凝土的后期强度，提高抗渗性和耐久性，进而高混凝土的力学性能。
[0021]使用时，所述增粘剂的重量占混凝土中水泥重量的6% -1 O %。
[0022]本发明的有益效果是:
[0023]通过添加增粘剂，由于其具有很好的粘结性和保水性，一方面可以降低湿喷混凝土的回弹率，使得喷射质量更加稳定，避免了材料的浪费；另一方面，可以改善混凝土浆液的分散性和流动性，进而改善湿喷混凝土的均匀性，减小孔隙率，最终改善湿喷混凝土的力学性能。
[0024]增粘剂在使用过程中，直接加入到水泥浆液中一起搅拌，施工简易，操作方便，且不会和施工人员造成直接接触，保证施工人员的健康安全。
[0025]将增粘剂应用到施工现场时，一次喷层厚可达到1cm，回弹率减少到5 %以内，而且成本低廉，具有广泛的市场前景。
【具体实施方式】
[0026]下面将对本发明进行详细说明。
[0027]实施例1:
[0028]一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，由以下各组分按重量计组成:聚丙烯酸钠:35份，羟丙基甲基纤维素55份，聚乙烯醇5份。在搅拌水泥浆液时，将增粘剂直接导入水泥浆液中一起搅拌均匀。增粘剂占混凝土中水泥重量的5%。
[0029]实施例2:
[0030]一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，由以下各组分按重量计组成:聚丙烯酸钠:45份，羟丙基甲基纤维素45份，聚乙烯醇12份。在搅拌水泥浆液时，将增粘剂直接导入水泥浆液中一起搅拌均匀。增粘剂占混凝土中水泥重量的2%。
[0031]实施例3:
[0032]一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，由以下各组分按重量计组成:聚丙烯酸钠:42份，羟丙基甲基纤维素50份，聚乙烯醇9份，碳酸钠4份，碳酸钙2份。在搅拌水泥浆液时，将增粘剂直接导入水泥浆液中一起搅拌均匀。增粘剂占混凝土中水泥重量的6%。
[0033]实施例4:
[0034]一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，由以下各组分按重量计组成:聚丙烯酸钠:38份，羟丙基甲基纤维素52份，聚乙烯醇8份，碳酸钠2份。在搅拌水泥浆液时，将增粘剂直接导入水泥浆液中一起搅拌均匀。增粘剂占混凝土中水泥重量的4%。增粘剂在这个组份下的配方，效果达到最优。
[0035]实施例5:
[0036]一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，由以下各组分按重量计组成:聚丙烯酸钠:40份，羟丙基甲基纤维素50份，聚乙烯醇7份，碳酸钠I份，碳酸钙I份，硅粉60份。在搅拌水泥浆液时，将增粘剂直接导入水泥浆液中一起搅拌均匀。增粘剂占混凝土中水泥重量的
6% ο
[0037]实施例6:
[0038]一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，由以下各组分按重量计组成:聚丙烯酸钠:45份，黄原胶50份，聚乙烯醇12份，碳酸钠4份，碳酸钙I份，硅粉200份。在搅拌水泥浆液时，将增粘剂直接导入水泥浆液中一起搅拌均匀。增粘剂占混凝土中水泥重量的10%。
[0039]实施例7:
[0040]—种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，由以下各组分按重量计组成:聚丙烯酸钠:45份，海藻酸钠50份，聚乙烯醇12份，碳酸钠4份，碳酸钙I份，硅粉130份。在搅拌水泥浆液时，将增粘剂直接导入水泥浆液中一起搅拌均匀。增粘剂占混凝土中水泥重量的8%。
[0041]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，其特征在于，包括按重量计的以下组份:聚丙烯酸钠:35-45份;有机高分子粘结剂;45-55份;聚乙烯醇:5_12份。2.根据权利要求1所述的一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，其特征在于:所述有机高分子粘结剂包括羟丙基甲基纤维素、黄原胶或海藻酸钠。3.根据权利要求1所述的一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，其特征在于:所述有机高分子粘结剂为羟丙基甲基纤维素。4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，其特征在于:还包括按重量计1-4份的碳酸钠。5.根据权利要求4所述的一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，其特征在于:还包括按重量计1-2份的碳酸钙。6.根据权利要求1所述的一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，其特征在于:还包括按重量计1-2份的碳酸钙。7.根据权利要求1、2、3或6任一所述的一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，其特征在于:所述增粘剂的重量占混凝土中水泥重量的2%_6%。8.根据权利要求4所述的一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，其特征在于:所述增粘剂的重量占混凝土中水泥重量的2 % -6 %。9.根据权利要求1所述的一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，其特征在于:还包括按重量计60-200份的硅粉。10.根据权利要求9所述的一种用于湿喷混凝土的保水增粘外加剂，其特征在于:所述增粘剂的重量占混凝土中水泥重量的6 % -10%。
【文档编号】C04B103/46GK106082766SQ201610375548
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】谭贤君, 陈卫忠, 杨典森, 伍国军, 杨建平, 田洪铭
【申请人】中国科学院武汉岩土力学研究所