[发明专利]一种适用于寒区隧道的新型轻质混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于寒区隧道的轻质混凝土，由以下重量份数的原料制备而成：普通硅酸盐水泥1000份、硅粉90～110份、高铝水泥50～70份、乙烯‑醋酸乙烯脂40～60份、减水剂1.0～2.4份、聚丙烯纤维0.5～1.5份、可发性聚苯乙烯粉20～40份、发泡剂2～20份、水300～400份。该新型轻质混凝土强度高、保温性能好、抗冻能力强。

【技术领域】

本发明属于工程施工技术领域，具体涉及一种适用于寒区隧道的新型轻质混凝土及其制备方法。

【背景技术】

工程中通过发泡机将发泡剂发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工，经自然养护形成的含有大量封闭气孔的轻质混凝土材料。这种轻质混凝土具有质轻多孔、隔音耐火、低弹减震、变形能力强等优点，可作为隧道预留变形层的填充和隔震材料。

但是，在我国东北、西北、青藏高原等地区，最低月平均温度在-10℃以下的严寒地区使用时，常规轻质混凝土自身存在着缺陷，难以应用于冰雪丰富的寒区隧道。其一是强度不足，由于含有大量封闭的气孔，轻质混凝土较普通混凝土密实度降低，在隧道预留变形层使用时存在强度不足的风险。其二就是保温性能差，普通混凝土导热系数为1.74W/(m·K)，保温性能差，虽然常规轻质混凝土导热系数为0.30W/(m·K)，保温性能较普通混凝土有所提升，但常规轻质混凝土的保温性能依旧难以满足严寒地区的极端气温环境。其三是抗冻性能不够，常规轻质混凝土含有大量封闭气孔，导致其吸水率大，在冻融循环过程中易发生水分冻胀，引起明显的抗拉强度下降。因此，这些缺陷的存在限制了轻质混凝土在严寒地区隧道的推广应用，需要研发兼具强度高、保温性能好、抗冻能力强等性能的新型轻质混凝土。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种适用于寒区隧道的新型轻质混凝土及其制备方法，该新型轻质混凝土强度高、保温性能好，抗冻能力强。

本发明采用以下技术方案：一种适用于寒区隧道的轻质混凝土，由以下重量份数的原料制备而成：普通硅酸盐水泥1000份、硅粉90～110份、高铝水泥50～70份、乙烯-醋酸乙烯脂40～60份、减水剂1.0～2.4份、聚丙烯纤维0.5～1.5份、可发性聚苯乙烯粉20～40份、发泡剂2～20份、水300～400份。

进一步地，该普通硅酸盐水泥1000份、硅粉110份、高铝水泥70份、乙烯-醋酸乙烯脂45份、减水剂2.4份、聚丙烯纤维1.5份、可发性聚苯乙烯粉40份、发泡剂10份、水400份。

进一步地，该聚丙烯纤维长度为3mm，直径为25～100μm，密度为0.6～0.9g/cm³。

进一步地，该可发性聚苯乙烯粉直径为0.75～1.1mm，平均直径为1.0mm，密度为30kg/m³。

进一步地，该普通硅酸盐水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。

进一步地，该减水剂为聚羟基盐高性能减水剂。

本发明还公开了上述的一种适用于寒区隧道的轻质混凝土的制备方法，该制备方法如下：称取所述各原料，将筛下硅酸盐水泥、硅粉、高铝水泥和聚丙烯纤维混合，并第一次低速搅拌，得混合物A，将乙烯-醋酸乙烯脂和减水剂与水混合，加入混合物A中，并第二次低速搅拌混合；然后加入可发性聚苯乙烯粉，低速持续搅拌2～3min；然后加入发泡剂，高速搅拌，即得。

进一步地，低速搅拌的速率为30～40r/min；高速搅拌的速率为60～120r/min。

进一步地，第一次低速搅拌的时间为3～4min，第二次低速搅拌的时间为2～3min，高速搅拌的时间为2～3min。