【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超高性能混凝土，尤其涉及一种高寒地区可喷射超高性能混凝土及其制备和使用方法。
技术介绍
1、我国基础建设迅速发展，常规的普通混凝土随着结构受力的复杂性和恶劣的环境条件，已经难以满足结构高强度需求。超高性能混凝土因其优异的力学性能与耐久性，特别是抗弯折、低吸水率、高表面致密性、耐污性等特性，目前在国防工程、海洋工程、核工业、特种保安和防护工程、以及市政工程领域有良好的应用前景。
2、经试验证实，超高性能混凝土的抗折强度是普通c50混凝土的2倍，缩变下降50％，经历700次冻融循环后仍然完好无损。鉴于超高性能混凝土的诸多优点，使该技术应用场景越来越广。
3、在建筑造型日益复杂化，直接浇筑方式是难以实现的，因此，迫切需要开发可喷射成型的混凝土材料体系。我国现有喷射混凝土在高寒地区使用时，由于配比不合理，浆料喷射时分散不均，造成材料的大量浪费；同时可喷射超高性能混凝土存在抗压强度差，韧性差，抗水渗透性满足不了需求的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高寒地区可喷射超高性能混凝土及其制备和使用方法。
2、一种高寒地区可喷射超高性能混凝土，其原料包括：预混料和活化玻璃纤维，预混料和活化玻璃纤维的质量比为220-300：6-12。
3、预混料的原料按质量份包括：水泥70-80份，硅灰10-20份，粉煤灰5-15份，粗砂70-75份，细砂33-39份，超细复合粉10-15份，减水剂4-6
4、活化玻璃纤维则采用玻璃纤维经碱液处理后，与硅氧烷一同加入乙醇水溶液中加热处理得到。
5、优选地，水泥为p.o.42.5硅酸盐水泥。
6、优选地，粗砂为16-26目机制砂，细砂为26-40目石英砂，超细复合粉为40-80目。
7、优选地，超细复合粉为萤石矿废砂或/和铜渣。
8、优选地，活化玻璃纤维采用如下具体操作制得：将玻璃纤维加入至氢氧化钠水溶液中超声处理5-15min，过滤，洗涤，真空干燥，与氨丙基三乙氧基硅烷加入至乙醇水溶液中，80-90℃搅拌1-2h，过滤，洗涤，真空干燥。
9、优选地，玻璃纤维、氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为5-10：1-2。
10、优选地，氢氧化钠水溶液浓度为0.5-1.2mol/l，乙醇水溶液质量分数为40-60％。
11、上述高寒地区可喷射超高性能混凝土的制备方法，包括如下步骤：
12、s1、将水泥、硅灰、粗砂、细砂、超细复合粉、减水剂、速凝剂搅拌均匀得到胶凝料；
13、s2、将微晶纤维素加入至甲醇中搅拌均匀，氮气保护下加入甲基丙烯酸甲酯搅拌均匀，加入硝酸铈铵，30-50℃搅拌1-2h，加入乙二胺，50-60℃搅拌5-15h，加入丙烯酸甲酯继续搅拌10-20h，降至室温，加入水后进行离心，洗涤，真空干燥得到活化纤维素；
14、s3、向胶凝料中加入钢纤维、氧化石墨烯、活化纤维素和水混合均匀得到预混料；将预混料与活化玻璃纤维混合喷射。
15、上述高寒地区可喷射超高性能混凝土的使用方法，将预混料加入至砂浆喷射机喷射施工，而活化玻璃纤维在砂浆喷射机喷头处与预混料混合喷射。
16、优选地，砂浆喷射机工作参数如下：输送压强为2.5-4.2mpa，输送流量为1-3m3/min，喷射距离为1-1.6m，喷射厚度控制在每层5-15mm。
17、有益效果：
18、1、本专利技术采用活化纤维素增强砂浆的抗流挂性能，配合活化玻璃纤维，两者通过氢键键合，将混凝土水泥与超细复合粉、硅灰、细砂、粗砂联结在一起，提高浆料的黏聚性和充填性，解决了喷射浆料喷射时分散不均的问题。
19、2、本专利技术在微晶纤维素表面接枝树枝状大分子，使产物表面含有丰富氨基，配合活化玻璃纤维作用，通过分步加入至体系中，使超高性能混凝土具有良好的工作性能，不仅可提高其早期水化反应，早期强度相较于普通混凝土大幅提高，而且配合氧化石墨烯作用具有良好抗水渗透性，同时凝结时间可调，氧化石墨烯的二维平面具有大量可功能化结合位点，与活化纤维素配合增加体系稳定性，并可与水分子形成分子间氢键，抑制水分子的结晶，有效降低冰点，尤为适用于于高寒地区使用。
20、3、本专利技术有效避免分层喷浆，与模具接触面的表层不露纤维，进一步提升生产效率，可喷射施工，具有良好的流动性与喷后触变性，不流挂，可适合多种喷射设备进行施工，具有广泛的应用前景。
21、4、本专利技术制备工艺简单，保证喷射混凝土在低温环境下顺利施工的同时，有效缩短工期、提高社会效益及经济效益，适于大规模推广应用。
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1.一种高寒地区可喷射超高性能混凝土，其特征在于，其原料包括：预混料和活化玻璃纤维，预混料和活化玻璃纤维的质量比为220-300：6-12；
2.根据权利要求1所述高寒地区可喷射超高性能混凝土，其特征在于，水泥为P.O.42.5硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述高寒地区可喷射超高性能混凝土，其特征在于，粗砂为16-26目机制砂，细砂为26-40目石英砂，超细复合粉为40-80目。
4.根据权利要求1所述高寒地区可喷射超高性能混凝土，其特征在于，超细复合粉为萤石矿废砂或/和铜渣。
5.根据权利要求1所述高寒地区可喷射超高性能混凝土，其特征在于，活化玻璃纤维采用如下具体操作制得：将玻璃纤维加入至氢氧化钠水溶液中超声处理5-15min，过滤，洗涤，真空干燥，与氨丙基三乙氧基硅烷加入至乙醇水溶液中，80-90℃搅拌1-2h，过滤，洗涤，真空干燥。
6.根据权利要求5所述高寒地区可喷射超高性能混凝土，其特征在于，玻璃纤维、氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为5-10：1-2。
7.根据权利要求5所述高寒地区可喷射超高性能混凝
8.一种如权利要求1-7任一项所述高寒地区可喷射超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.一种如权利要求1-7任一项所述高寒地区可喷射超高性能混凝土的使用方法，其特征在于，将预混料加入至砂浆喷射机喷射施工，而活化玻璃纤维在砂浆喷射机喷头处与预混料混合喷射。
10.根据权利要求9所述高寒地区可喷射超高性能混凝土的使用方法，其特征在于，砂浆喷射机工作参数如下：输送压强为2.5-4.2MPa，输送流量为1-3m3/min，喷射距离为1-1.6m，喷射厚度控制在每层5-15mm。
...【技术特征摘要】
1.一种高寒地区可喷射超高性能混凝土，其特征在于，其原料包括：预混料和活化玻璃纤维，预混料和活化玻璃纤维的质量比为220-300：6-12；
2.根据权利要求1所述高寒地区可喷射超高性能混凝土，其特征在于，水泥为p.o.42.5硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述高寒地区可喷射超高性能混凝土，其特征在于，粗砂为16-26目机制砂，细砂为26-40目石英砂，超细复合粉为40-80目。
4.根据权利要求1所述高寒地区可喷射超高性能混凝土，其特征在于，超细复合粉为萤石矿废砂或/和铜渣。
5.根据权利要求1所述高寒地区可喷射超高性能混凝土，其特征在于，活化玻璃纤维采用如下具体操作制得：将玻璃纤维加入至氢氧化钠水溶液中超声处理5-15min，过滤，洗涤，真空干燥，与氨丙基三乙氧基硅烷加入至乙醇水溶液中，80-90℃搅拌1-2h，过滤，洗涤，真空干燥。
【专利技术属性】
技术研发人员：谭贤君，陈卫忠，刘进，池建军，徐正宣，王栋，杨凡，刘玉彪，陈培帅，王中浩，袁敬强，姬付全，陈飞翔，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：
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