[发明专利]一种用于地下水封油库的喷射混凝土

说明书

技术领域

本发明属于土木工程材料技术领域，特别涉及一种用于地下水封油库的喷射混凝土。

背景技术

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，对石油的消耗量也迅速增加，我国面临着日趋严重的石油危机。世界主要石油进口大国中，中国是唯一尚未建立战略石油储备的国家。地下水封油库是目前原油或石油储备的一种最好形式，它具有安全性好、节省投资、适合占地要求、占地面积少、维修费用低、使用寿命长等多重优点。国家能源中长期发展规划明确提出将在未来若干年大规模建设大型地下原油储备库，总规模将达到4500多万立方米。作为一种施工技术，喷射混凝土在地下工程施工中体现了较多的优越性，随着材料、设备和施工工艺的改进，喷射混凝土成为现代地下工程中一项必不可少的措施。而随着地下水封油库大规模建设的需求大大增加，势必会推动喷射混凝土施工技术的广泛应用和迅速发展。

喷射混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将按一定比例配合的拌合料，通过管道输送并以高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土，是一种集运输、浇筑和振捣为一个工序的施工方法。喷射混凝土因其工序简单、机动灵活得到了广泛的应用，但同时喷射混凝土的密实性和均匀性较差，由于速凝剂的掺入，混凝土凝结快，水化产物结构较粗大，使喷射混凝土强度降低。在地下工程中，喷射混凝土的粘结力对喷射混凝土支护承载能力有着重大影响，是围岩与喷射混凝土共同作用的基础。喷射混凝土喷层与围岩之间接触面粘结力的存在，使得一定深度的围岩与喷层形成了一个整体，接触面既传递一部分应力也减少喷层的弯矩，还阻止岩块的相对滑移，使围岩形成一个可以承载压力的岩石拱圈，大大提高喷射混凝土的承载能力。喷射混凝土支护的破坏往往都是由于接触面较差的粘结力引起的。同时，喷射混凝土的不良抗渗性能也极大地限制喷射混凝土在地下工程中的应。用于地下水封油库的喷射混凝土还要求具有“渗而不漏”的独特性能，所以对用于地下水封油库的喷射混凝土的防水抗渗性能具有特殊的要求。因此，在保证喷射混凝土基本物理力学性能的前提下，努力提高其抗渗能力以及粘结强度，具有深刻的工程意义。

发明内容

本发明的目的是获取一种具有优良抗渗性能和粘结强度的、适用于地下水封油库的喷射混凝土。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于地下水封油库的喷射混凝土，包括水、水泥、骨料和外加剂，所述的外加剂包括改性有机硅防水材料、高效减水剂、无碱速凝剂和纤维素醚，其中，改性有机硅防水材料、高效减水剂、无碱速凝剂、纤维素醚的加入量分别为水泥质量的0.02～0.1%、0.8~1.2%、6～8%、0.03～0.05%。

作为优选，本发明的喷射混凝土中水灰比为0.42～0.55，砂率为45～55%，水泥与骨料的质量比为1：3.5。所述的骨料中的细骨料的细度模数不小于2.5，粗骨料的粒径符合5～15mm的连续级配。

上述改性有机硅防水材料优选为长链烷基烷氧基硅烷。

上述高效减水剂优选为聚羧酸减水剂。

无碱速凝剂在保证环保无腐蚀性的前提下，能均匀分散于混凝土拌合物中，大大减少混凝土后期强度损失，增加水泥浆与基岩的粘聚性，使施工回弹量大大减少，粉尘浓度大幅度降低，可满足喷射混凝土喷射质量和使用性能的基本要求。

改性有机硅防水材料和高效减水剂有良好的适应性，两者同时加入能在保证混凝土流动性的前提下，减少水灰比，使得孔隙结构细化，浆体密实均匀，从而使混凝土具有一定的疏水效果，有效提高喷射混凝土的抗渗能力，但不减弱混凝土的其他力学性能。另外，改性有机硅防水材料和高效减水剂的同时加入对提高抗裂能力上也有突出效果，其产生的轻微的缓凝效果可通过无碱速凝剂进行补偿。

纤维素醚对水泥浆同时具有增塑和增稠作用，在本发明提供的使用掺量下，能大大提高混凝土粘结强度，减少回弹量，又不削弱混凝土其他力学性能，从而实现喷射混凝土的高性能化。

一般储油洞室在地下50-60m深度，水封油库的基本原理是水封作用，对洞室围岩的抗渗性具有独特要求，即“渗而不漏”。本发明通过复掺改性有机硅防水材料和高效减水剂，能很好地提高喷射混凝土的抗渗性能，适合地下水封油库的建设；本发明通过掺入粘度改性组分—纤维素醚提高了喷射混凝土的粘结强度，从而可以解决由粘结力不够而导致的喷射混凝土支护的破坏，使得喷射混凝土迈向高性能化道路。本发明的高抗渗性能和高粘结强度的喷射混凝土，不仅为我国大规模化建设地下水封油库提供技术支持，同时也是实现喷射混凝土高性能化的重要推进。

附图说明