專利名稱：一種噴射混凝土外加劑及噴射混凝土的噴射工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種混凝土噴射材料和混凝土的噴射工藝，尤其涉及一種應用在煤礦井下的錨噴支護作業(yè)的噴射混凝土外加劑及噴射混凝土的噴射工藝。
背景技術：
煤礦井下噴射混凝土作業(yè)是煤礦井下錨噴支護作業(yè)的重要組成部分。噴射混凝土是借助噴射機械，利用壓縮空氣或其他動力，將按一定比例配合的拌合混凝土骨料和外加齊U，通過管道輸送并以高速噴射到受噴面(巖面、模板、舊建筑物)上凝結硬化而成的一種混凝土。噴射混凝土的噴射作業(yè)根據(jù)工藝流程主要分為干噴工藝、濕噴工藝，與濕噴工藝對應的濕噴機械龐大笨重移動困難，不易在井下運用，而干噴機體積較小移動方便適合井下作業(yè)，所以在井下錨噴支護作業(yè)時通常使用干噴工藝。然而，干噴工藝存在粉塵濃度高的問題，例如在井下使用干噴工藝進行噴射混凝土噴射作業(yè)時，一般粉塵濃度在150mg/m3以上，在噴漿機旁邊和上料處粉塵濃度甚至會達到500mg/m3以上，遠遠超出國家標準規(guī)定的粉塵濃度上限6mg/m3。對于混凝砂漿的干噴或濕噴工藝，均需要選擇適當?shù)耐饧觿?，以滿足施工效果的要求。濕噴工藝通過在骨料的攪拌和上料的過程中加入水可以有效降低骨料攪拌和上料過程中的粉塵濃度，該效果的取得需要濕噴機械和適用于濕噴工藝的外加劑的共同配合。由于現(xiàn)有井下針對干噴工藝使用的混凝土外加劑大多是以堿金屬、碳酸鹽、鋁酸鹽和硅酸鹽為原料，多數(shù)不溶于水，只能先與干燥的骨料進行混合，通過干噴機壓送到噴槍頭處再與水混合噴射出去，顯然不能滿足濕噴機和濕噴工藝的要求。另一方面，一種好的外加劑同時還能夠在降低回彈率、提高一次噴射厚度方面體現(xiàn)良好的性能，對于減少材料浪費，提高施工效率具有積極效果。因此，針對井下施工的特點，研究能利用現(xiàn)有干噴機實現(xiàn)濕噴或潮噴，以改進煤礦井混凝土噴射作業(yè)的粉塵濃度高的問題，是實際生產急需解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明所解決的主要技術問題是提供一種噴射混凝土外加劑，通過對原料和配比的選擇，提出一種新型的復合噴射混凝土外加劑，從而可以實現(xiàn)利用現(xiàn)有干噴機械進行潮噴或濕噴，降低施工環(huán)境粉塵濃度的目的。本發(fā)明還提供了一種噴射混凝土的噴射工藝，通過對外加劑的改進，不僅解決了干噴工藝存在的粉塵濃度高的問題，而且提高了噴射作業(yè)效率。本發(fā)明提供了一種噴射混凝土外加劑，包括速凝劑15 25份，增強劑50 80份， 分散劑1 5份，聚凝劑0. 1 6份。本發(fā)明提供的噴射混凝土外加劑為復合外加劑，其中，速凝劑可以包括酒石酸或其鹽、偏鋁酸鹽、羥基酒石酸鹽或它其中二種以上的組合，例如可以選擇酒石酸、酒石酸鈉、偏鋁酸鈉、羥基酒石酸鈉、二羥基酒石酸鈉等，優(yōu)選為二羥基酒石酸鈉。根據(jù)本發(fā)明的噴射混凝土外加劑，所用增強劑可以包括堿金屬硫酸鹽、堿土金屬硫酸鹽、C2-C4烷醇胺或其中二種以上的組合，例如可以選擇硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鈣、一乙醇胺、二乙醇胺、丙醇胺、異丙醇胺等，優(yōu)選為硫酸鈉。根據(jù)本發(fā)明的噴射混凝土外加劑，所述分散劑選自非離子表面活性劑。例如聚乙二醇型、多元醇型、烷基醇胺型或聚氧乙烯型等，優(yōu)選為脂肪酸聚氧乙烯醚(AE)。根據(jù)本發(fā)明的噴射混凝土外加劑，所述聚凝劑(也稱穩(wěn)定劑)包括硫酸鐵、羥基羧酸、聚丙烯酰胺或其中二種以上的組合，所述羥基羧酸可以為羥基乙酸、羥基丙酸等，所述聚丙烯酰胺(PAM)可以為任一種PAM，本發(fā)明對此沒有特別的限定。在本發(fā)明的一個實施例中，所述噴射混凝土外加劑包括羥基酒石酸鹽、硫酸鈉、非離子表面活性劑以及聚丙烯酰胺和硫酸鐵，其中羥基酒石酸鹽15 25份，硫酸鈉65 75 份，非離子表面活性劑1 5份，聚丙烯酰胺0. 1 1份，硫酸鐵1 5份。本發(fā)明的噴射混凝土外加劑呈酸性，添加本發(fā)明的噴射混凝土外加劑后噴射形成的混凝土，不僅可以達到良好的早期抗壓強度，而且對于混凝土的長期性能也沒有損害，在長時間內仍可保持良好的抗壓強度。本發(fā)明提供的外加劑通過對其中組分(配方)的改進，相比于現(xiàn)有干噴外加劑，性能顯著提高，不僅可利用煤礦井下現(xiàn)有干噴設備實現(xiàn)混凝土的濕噴作業(yè)，有效降低施工現(xiàn)場的粉塵濃度，而且具有減少回彈率和提高一次噴漿厚度的效果?；谏鲜鎏峁┑膰娚浠炷镣饧觿景l(fā)明進一步還提供了一種噴射混凝土的噴射工藝，包括將上述噴射混凝土外加劑加水配置成噴射混凝土外加劑溶液，然后將所述噴射混凝土外加劑溶液泵送到干噴機的噴頭處；將骨料加濕除塵后放入所述干噴機的機料倉，并用所述干噴機將該骨料壓送到干噴機的噴頭處；啟動干噴機，使所述干噴機噴頭處的骨料與噴射混凝土外加劑溶液被混合并噴射至受噴面；所述骨料包括水泥、沙和石子；所述噴射混凝土外加劑為水泥重量的2-4%。本發(fā)明提供的噴射工藝，干噴設備和具體操作均為現(xiàn)有技術本發(fā)明沒有特別限定。在實際操作中，噴射過程可基于濕噴操作來調整水灰比，例如一般可控制噴射的水灰比為0. 25-0. 35。根據(jù)本發(fā)明的噴射工藝，2 4%的噴射混凝土外加劑的摻加量即可使水泥凈漿的初凝時間彡3min，終凝時間彡8min，噴射混凝土的一天抗壓強度彡8MPa，二十八天抗壓強度比>90%，氯離子和堿離子均<0.01%，降低混凝土構筑物體內堿腐蝕，提高強度和噴射混凝土耐久性質量?？傊?，本發(fā)明的噴射混凝土外加劑可直接使用井下現(xiàn)有的干噴機進行濕噴作業(yè)， 解決了現(xiàn)有干噴混凝土外加劑不能滿足濕噴的工藝要求以及現(xiàn)有的濕噴設備笨重龐大不能進行井下噴射作業(yè)的技術問題，在解決了現(xiàn)有的井下干噴混凝土噴射工藝粉塵濃度高的問題的同時，使用本發(fā)明的噴射混凝土外加劑以及噴射混凝土的噴射工藝能夠減少噴射混凝土的回彈率和提高一次噴厚，不僅節(jié)省噴射成本和噴射工序，提高施工進度，并能提高最終的噴射混凝土的強度和噴射混凝土耐久性質量，具有顯著的改善噴漿支護的效果。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和技術效果更加清楚，下面將結合本發(fā)明具體實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，但以下實施例不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定，基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例一通過本實施例來具體說明本發(fā)明所提供的噴射混凝土的噴射工藝。其中噴射混凝土外加劑的組成成分如表一所示表一
權利要求
1.一種噴射混凝土外加劑，其特征在于，包括速凝劑15 25份，增強劑50-80份，分散劑1 5份和聚凝劑0. 1 6份。
2.根據(jù)權利要求1所述的噴射混凝土外加劑，其特征在于，所述速凝劑包括酒石酸或其鹽、偏鋁酸鹽、羥基酒石酸鹽或其中二種以上的組合。
3.根據(jù)權利要求1所述的噴射混凝土外加劑，其特征在于，所述增強劑包括堿金屬硫酸鹽、堿土金屬硫酸鹽、C2-C4烷醇胺或其中二種以上的組合。
4.根據(jù)權利要求1所述的噴射混凝土外加劑，其特征在于，所述分散劑選自非離子表面活性劑。
5.根據(jù)權利要求4所述的噴射混凝土外加劑，其特征在于，所述非離子表面活性劑包括聚乙二醇型、多元醇型、烷基醇胺型或聚氧乙烯型。
6.根據(jù)權利要求1所述的噴射混凝土外加劑，其特征在于，所述聚凝劑包括硫酸鐵、羥基羧酸、聚丙烯酰胺或其中二種以上的組合。
7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的噴射混凝土外加劑，其特征在于，所述噴射混凝土外加劑包括羥基酒石酸鹽、硫酸鈉、非離子表面活性劑以及聚丙烯酰胺和硫酸鐵，其中羥基酒石酸鹽15 25份，硫酸鈉65 75份，非離子表面活性劑1 5份，聚丙烯酰胺0. 1 1份，硫酸鐵1 5份。
8.一種噴射混凝土的噴射工藝，其特征在于，包括以下步驟將權利要求1-7任一項所述的噴射混凝土外加劑加水配置成噴射混凝土外加劑溶液， 然后將所述噴射混凝土外加劑溶液泵送到干噴機的噴頭處；將骨料加濕除塵后放入所述干噴機的機料倉，并用所述干噴機將該骨料壓送到干噴機的噴頭處；啟動干噴機，使所述干噴機噴頭處的骨料與噴射混凝土外加劑溶液被混合并噴射至受噴面；所述骨料包括水泥、沙和石子；所述噴射混凝土外加劑為水泥重量的2-4%。
9.根據(jù)權利要求8所述的噴射混凝土的噴射工藝，其特征在于，噴射時控制水灰比為 0. 25-0. 35。
全文摘要
本發(fā)明提供一種噴射混凝土外加劑及噴射混凝土的噴射工藝，所述噴射混凝土外加劑，包括速凝劑15～25份，增強劑50～80份，分散劑1～5份，聚凝劑0.1～6份。本發(fā)明還提供了一種噴射混凝土的噴射工藝，通過使用上述的噴射混凝土外加劑，利用煤礦井下現(xiàn)有的干噴機進行濕噴作業(yè)，解決了現(xiàn)有干噴混凝土外加劑不能滿足濕噴的工藝要求，以及干噴混凝土噴射工藝存在的粉塵濃度高的問題。
文檔編號C04B24/26GK102464466SQ201010539730
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權日2010年11月2日
發(fā)明者宮耀, 尹建國, 王金榮, 蘇紅, 闞甲廣 申請人:淮南圣特礦業(yè)科技有限公司, 淮南礦業(yè)(集團)有限責任公司