[发明专利]一种瓦斯隧道二衬用防腐蚀气密性混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种瓦斯隧道二衬用防腐蚀气密性混凝土，包括：第一混合料、第二混合料以及速凝胶；所述第一混合料以下材料中的至少两种：高吸水性树脂、超细蒙脱石粉；Ca(OH)₂粉末以及Al₂(SO₄)₃粉末；所述第二混合料包括：水泥、水、中砂、碎石、辅助胶凝材料以及减水剂；所述第一混合料与所述第二混合料的用量比例为1:500～1:2500。本发明提供的一种瓦斯隧道二衬用防腐蚀气密性混凝土及其制备方法，在不更改水泥掺量和外加剂的前提下，通过利用多组分矿物掺合料制备出具有高气密性和高耐腐蚀性的瓦斯隧道二衬用防腐蚀气密性混凝土。

技术领域

本发明涉及混凝土材料技术领域，具体地说，特别涉及一种瓦斯隧道二衬用防腐蚀气密性混凝土及其制备方法。

背景技术

气密性混凝土是一种具有超低气渗系数的混凝土，通常用于瓦斯隧道的二衬和二衬结构中。隧道的二衬结构为具有钢筋笼的现浇混凝土结构，需要具备高气密性、高耐腐蚀性和抗碳化性能。当隧道二衬结构无法阻挡从岩石暴露面和岩壁中涌出的瓦斯气体时，隧道二衬结构必须阻止瓦斯气体向隧道内扩散。同时，考虑到隧道中较弱的通风条件，一旦瓦斯气体积累至临界值，就可能导致爆炸，威胁隧道中人员的生命安全，造成财产损失。因此，要求隧道二衬混凝土结构需要有极高的气密性，阻止瓦斯气体穿过二衬结构到达隧道内部，从而实现保障隧道正常使用安全。同时，由于隧道中行车原因，隧道二衬混凝土结构通常处于高浓度CO2氛围中，为防止混凝土碳化造成碱度下降而破坏钢筋钝化膜，隧道二衬混凝土也必须具备高气密性特征，防止高浓度CO2从混凝土表面扩散至内部。

气密性混凝土同时还兼具耐腐蚀的优点，将岩壁中析出的硫酸盐等对混凝土有害的盐类阻隔在隧道二衬混凝土结构之外，减弱硫酸盐侵蚀对混凝土结构的破坏作用，提高混凝土的耐久性，节省材料用量，有利于减少碳排放。

但传统手段制备气密性混凝土通常手段为提高混凝土的密实度，利用降低水灰比、掺加减水剂、掺加粉煤灰等辅助胶凝材料的手段达到降低气渗系数的目的。通常情况下，水灰比并不能无限制降低，且降低水灰比意味着需要更多的外加剂调控混凝土性能，大大增加了原料成本。掺加粉煤灰等辅助胶凝材料可能会降低混凝土的抗压强度，因此需要严格控制粉煤灰掺量和水泥用量。因此，传统气密性混凝土的组成设计方法对提高隧道二衬混凝土气密性的贡献存在成本或耐久性限制。

为减少辅助胶凝材料或外加剂的应用成本，提高隧道二衬混凝土的气密性，同时满足隧道二衬结构的耐腐蚀要求，开发新型矿物掺合料以制备瓦斯隧道二衬用防腐蚀气密性混凝土是必然的要求。

发明内容

本发明需要解决的问题是，不更改水泥掺量和外加剂的前提下，通过利用多组分矿物掺合料制备出具有高气密性和高耐腐蚀性的瓦斯隧道二衬用防腐蚀气密性混凝土。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种瓦斯隧道二衬用防腐蚀气密性混凝土，包括：第一混合料和第二混合料；

所述第一混合料包括：高吸水性树脂、超细蒙脱石粉、Ca(OH)2粉末以及Al2(SO4)3粉末；其中，所述高吸水性树脂、超细蒙脱石粉、Ca(OH)2粉末以及Al2(SO4)3粉末的质量百分比为依次为0～10％、0～10％、0～30％以及1％～30％；

所述第二混合料包括：水泥、水、中砂、碎石、辅助胶凝材料以及减水剂；所述水泥、水、中砂、碎石、辅助胶凝材料以及减水剂的质量百分比依次为5～70％、5～15％、0.05～33％、0.05～45％、0.05～10％以及0.02～15％；

所述第一混合料与所述第二混合料的用量比例为1:500～1:2500。

进一步地，所述高吸水树脂的目数为50目～300目；

所述超细蒙脱石粉的目数为300目～3000目；

所述Ca(OH)2粉末的目数为2000目～3000目；