本發(fā)明屬于土木工程材料，具體涉及一種隧道洞渣石粉用吸附性調(diào)控材料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著我國高速鐵路、高速公路、地下鐵路等重大工程建設(shè)的快速發(fā)展，隧道工程數(shù)量不斷攀升。隧道洞渣石粉作為混凝土用隧道洞渣機(jī)制骨料、石粉礦物摻合料的原始材料，在隧道施工過程中產(chǎn)量巨大。迄今為止，已將隧道洞渣石粉初步應(yīng)用于混凝土工程中，石粉在混凝土中的晶核作用、填充作用、化學(xué)作用和稀釋作用，可一定程度的提高水泥基體和界面過渡區(qū)的密實(shí)度，并且具有促進(jìn)早期水化產(chǎn)物的生長和沉淀、調(diào)整水化放熱速率等作用。

2、但在實(shí)際工程中，發(fā)現(xiàn)摻加石粉的混凝土在工作性能上較差。石粉的高吸附性，一方面受其母巖特性的影響，與母巖的礦物組成及結(jié)構(gòu)、石粉表面電荷分布等有關(guān)，如花崗巖、凝灰?guī)r、片麻巖等，往往含有石英、長石、云母等類的礦物，這些礦物可大量的吸附減水劑，造成混凝土和易性差、坍落度損失大；另一方面，石粉中往往還有一定量的粘土，常見的粘土礦物如蒙脫石、高嶺石和伊利石等，層狀結(jié)構(gòu)的粘土物質(zhì)具有更高的表面能，易對減水劑產(chǎn)生吸附作用，從而影響混凝土的工作性能。

3、如何在不影響混凝土力學(xué)性能、耐久性能的前提下，對石粉的吸附性進(jìn)行有效調(diào)控是亟待解決的技術(shù)難題，對規(guī)?；盟淼蓝丛劬哂兄匾饬x。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明針對隧道洞渣石粉吸附性較大、導(dǎo)致混凝土易性差、坍落度損失較大的工程問題，提出一種隧道洞渣石粉用吸附性調(diào)控材料及其使用方法，為隧道工程洞渣資源化利用提供技術(shù)支撐。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種隧道洞渣石粉用吸附性調(diào)控材料，由表面活性組分、絡(luò)合組分、抗泥組分三組分按照5-6：1：3-4的質(zhì)量比例混合而成；

4、所述表面活性組分為十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、雙十二烷基三甲基氯化銨中的一種或多種；

5、所述絡(luò)合組分為硅酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種或多種；

6、所述抗泥組分為聚乙二醇、β-環(huán)糊精、二甲基二烯丙基氯化銨中的一種或多種。

7、優(yōu)選的，所述表面活性組分、絡(luò)合組分、抗泥組分三組分質(zhì)量比為3～7：1：0.5～5。

8、優(yōu)選的，所述隧道洞渣石粉巖性為花崗巖、片麻巖、石灰?guī)r、白云巖、板巖、凝灰?guī)r、玄武巖中的一種或多種。

9、本發(fā)明還提供了一種改性隧道洞渣石粉的制備方法，包括以下步驟：

10、(1)確定隧道洞渣石粉巖性；

11、(2)將權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的吸附性調(diào)控材料摻入隧道洞渣石粉，摻量為石粉總量的0.02％～2.00％；

12、(3)將上述混合材放入均化設(shè)備中，高速混合均勻后轉(zhuǎn)移至成品倉中，待物料降至恒溫后，得到改性隧道洞渣石粉材料。

13、優(yōu)選的，通過測量隧道洞渣石粉的mb值確定吸附性調(diào)控材料的摻量：當(dāng)1.0g/kg＜石粉mb值≤2.0g/kg時(shí)，吸附性調(diào)控材料摻量為石粉總量的0.02％～0.5％；當(dāng)2.0g/kg＜石粉mb值≤5.0g/kg時(shí)，吸附性調(diào)控材料摻量為石粉總量的0.5％～1.0％；當(dāng)5.0g/kg＜石粉mb值≤10.0g/kg時(shí)，吸附性調(diào)控材料摻量為石粉總量的1.0％～2.0％；當(dāng)石粉mb值＞10.0g/kg時(shí)，權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的吸附性調(diào)控材料不再適用。

14、一種隧道洞渣石粉基混凝土，包括:水泥、水、粗骨料、細(xì)骨料、外加劑和改性隧道洞渣石粉材料。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

16、本發(fā)明通過表面活性組分、絡(luò)合組分、抗泥組分的摻入，實(shí)現(xiàn)了硅酸、磷酸、甲基磷酸、酯基、磺酸和羧酸基團(tuán)等各典型集團(tuán)的競爭吸附作用、強(qiáng)分散作用、吸附絡(luò)合作用，及不同組分之間的協(xié)同分散作用。

技術(shù)特征：

1.一種隧道洞渣石粉用吸附性調(diào)控材料，其特征在于，由表面活性組分、絡(luò)合組分、抗泥組分三組分按照3～7：1：0.5～5的質(zhì)量比例混合而成；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道洞渣石粉用吸附性調(diào)控材料，其特征在于，所述表面活性組分、絡(luò)合組分、抗泥組分三組分質(zhì)量比為5-6：1：3-4。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道洞渣石粉用吸附性調(diào)控材料，其特征在于，所述隧道洞渣石粉巖性為花崗巖、片麻巖、石灰?guī)r、白云巖、板巖、凝灰?guī)r、玄武巖中的一種或多種。

4.一種改性隧道洞渣石粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種改性隧道洞渣石粉的制備方法，其特征在于，通過測量隧道洞渣石粉的mb值確定吸附性調(diào)控材料的摻量：當(dāng)1.0g/kg＜石粉mb值≤2.0g/kg時(shí)，吸附性調(diào)控材料摻量為石粉總量的0.02％～0.5％；當(dāng)2.0g/kg＜石粉mb值≤5.0g/kg時(shí)，吸附性調(diào)控材料摻量為石粉總量的0.5％～1.0％；當(dāng)5.0g/kg＜石粉mb值≤10.0g/kg時(shí)，吸附性調(diào)控材料摻量為石粉總量的1.0％～2.0％；當(dāng)石粉mb值＞10.0g/kg時(shí)，權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的吸附性調(diào)控材料不再適用。

6.一種隧道洞渣石粉基混凝土，其特征在于，包括:水泥、水、粗骨料、細(xì)骨料、外加劑和權(quán)利要求4或5所述的制備方法制備得到的改性隧道洞渣石粉材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種隧道洞渣石粉用吸附性調(diào)控材料及應(yīng)用。該吸附性調(diào)控材料由表面活性組分、絡(luò)合組分、抗泥組分三組分按照3～7：1：0.5～5的質(zhì)量比例混合而成；所述表面活性組分為十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、雙十二烷基三甲基氯化銨中的一種或多種；所述絡(luò)合組分為硅酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種或多種；所述抗泥組分為聚乙二醇、β?環(huán)糊精、二甲基二烯丙基氯化銨中的一種或多種。所述吸附性調(diào)控材料能夠改善隧道洞渣石粉的吸附性，保證混凝土的工作性能。

技術(shù)研發(fā)人員：譚鹽賓,葛昕,王志勇,易忠來,李化建,鄭永杰,趙有明,王峰,齊婧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鐵道建筑研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30