CN115073054A - 喷射混凝土用高强超微外加剂及其制备方法、使用方法、低回弹率喷射混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种喷射混凝土用高强超微外加剂及其制备方法、使用方法、低回弹率喷射混凝土及其制备方法，涉及建筑材料的技术领域，本发明的喷射混凝土用高强超微外加剂包括以下组分：超细二氧化硅、磨细矿渣粉、任选的硫酸铝、任选的硫酸钙、氢氧化钙、氢氧化钠、聚丙烯酰胺、任选的羟丙基甲基纤维素，以及聚乙烯醇。本发明解决了普通喷射混凝土回弹率高、粉尘率大以及强度低的技术问题，达到了有效降低喷射混凝土回弹率和粉尘量，同时提高喷射混凝土强度和耐久性的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料的技术领域，尤其是涉及一种喷射混凝土用高强超微外加剂及其制备方法、使用方法、低回弹率喷射混凝土及其制备方法。
背景技术
目前，在隧道施工中，使用喷射混凝土对围岩进行加固是常用的方法，使其形成一个完整、稳定且有一定强度的结构，以确保施工安全。除隧道工程之外，喷射混凝土还在水利水电、护坡支护、矿山、地下工程以及工程修补等诸多领域得到应用。
与传统的支护形式相比，喷射混凝土成型锚喷支护和喷射混凝土支护具有无可比拟的优越性，其对被衬物具有支衬、充镇、隔绝以及转化的作用，一方面节约了钢材和木材，降低了施工成本；另一方面也使得施工简单，工作安全，减轻了笨重的体力劳动，有利于一次成型和加快掘进速度；因此喷射混凝土在未来会获得越来越广泛地应用。
目前，喷射混凝土的用量随着工程项目的增加而急剧增加，普通喷射混凝土一般由水泥、粉煤灰、砂石骨料、减水剂以及速凝剂所组成，其回弹率大都在30%以上，而且粉尘率大，造成了大量的浪费，同时也影响着喷射混凝土的施工质量，还会对喷射手造成一定的安全隐患。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种喷射混凝土用高强超微外加剂，能够在降低回弹率的同时减少水泥用量，降低喷射混凝土的成本，提高喷射混凝土的强度和耐久性。
本发明的目的之二在于提供一种喷射混凝土用高强超微外加剂的制备方法，工艺简单且高效。
本发明的目的之三在于提供一种喷射混凝土用高强超微外加剂的使用方法，能够有效降低喷射混凝土的回弹率，提高喷射混凝土的强度和耐久性。
本发明的目的之四在于提供一种低回弹率喷射混凝土，具有低回弹率和高强度的优势。
本发明的目的之五在于提供一种低回弹率喷射混凝土的制备方法，工艺简单且高效。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，一种喷射混凝土用高强超微外加剂，包括按重量份数计的以下组分：
超细二氧化硅47-57份、磨细矿渣粉32-42份、硫酸铝0-5份、硫酸钙0-5份、氢氧化钙2-3份、氢氧化钠2-3份、聚丙烯酰胺0.3-0.7份、羟丙基甲基纤维素0-0.8份，以及聚乙烯醇0.05-0.15份；
其中，所述超细二氧化硅的细度和所述磨细矿渣粉的细度均独立地为纳米级。
进一步的，所述高强超微外加剂的比表面积为800-1200m2/kg。
第二方面，一种喷射混凝土用高强超微外加剂的制备方法，包括以下步骤：
将各组分按比例混合，得到所述高强超微外加剂。
第三方面，一种喷射混凝土用高强超微外加剂的使用方法，包括以下步骤：
将所述高强超微外加剂掺加在喷射混凝土中以降低喷射混凝土的回弹率。
第四方面，一种低回弹率喷射混凝土，主要由以下组分制备而成：
胶凝材料、粗骨料、细骨料、所述的高强超微外加剂、减水剂，以及水。
进一步的，所述高强超微外加剂占所述胶凝材料重量的4-8%；
所述低回弹率喷射混凝土的组分还包括速凝剂。
进一步的，所述胶凝材料包括水泥和任选的矿物掺和料，其中，粗骨料包括但不限于石子，细骨料包括但不限于砂子。
进一步的，所述低回弹率喷射混凝土的回弹率在10%以下；
所述低回弹率喷射混凝土的7d抗压强度在37MPa以上。
第五方面，一种低回弹率喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：
胶凝材料、粗骨料、细骨料、所述的高强超微外加剂、减水剂以及水混合，得到所述低回弹率喷射混凝土。
进一步的，所述低回弹率喷射混凝土的制备方法包括以下步骤：
先将粗骨料、细骨料、水泥、矿物掺和料、所述高强超微外加剂以及减水剂混合，再加入水混合，之后再加入速凝剂混合，经喷射，得到所述低回弹率喷射混凝土。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
本发明提供的喷射混凝土用高强超微外加剂，包括按重量份数计的以下组分：超细二氧化硅47-57份、磨细矿渣粉32-42份、硫酸铝0-5份、硫酸钙0-5份、氢氧化钙2-3份、氢氧化钠2-3份、聚丙烯酰胺0.3-0.7份、羟丙基甲基纤维素0-0.8份，以及聚乙烯醇0.05-0.15份；其中，超细二氧化硅的细度和所述磨细矿渣粉的细度均独立地为纳米级。本发明提供的高强超微外加剂，以超细二氧化硅和磨细矿渣粉作为主要组分，超细二氧化硅和磨细矿渣粉均具有纳米级的细度，磨细矿渣粉的主要成分是氧化硅和氧化铝，超细二氧化硅和氧化铝能够通过自身的活性效应、填充效应以及晶核效应来提高喷射混凝土水泥浆体与骨料之间的粘结强度，进而减小回弹率；同时，硫酸铝和氢氧化钠都能够促进水泥的早期水化，提高混凝土的早期强度；硫酸钙、氢氧化钙以及氢氧化钠能够与氧化硅、氧化铝反应，形成水化硅酸钙凝胶，提高喷射混凝土的强度；羟丙基甲基纤维素能够提高喷射混凝土的粘度；聚乙烯醇在水泥基材中则具有明显提高强度的作用；聚丙烯酰胺能够大幅度提高喷射的屈服应力和塑性粘度，减少回弹；本发明的高强超微外加剂通过以上特定的组分及其重量配比的协同配合能够显著提高喷射混凝土的早期强度，提高水泥浆体与骨料之间的粘接力，降低喷射混凝土在施工过程中的回弹率和粉尘量，同时使得喷射混凝土具有较佳的强度和耐久性。
本发明提供的喷射混凝土用高强超微外加剂的制备方法，工艺简单且高效。
本发明提供的喷射混凝土用高强超微外加剂的使用方法，能够有效降低喷射混凝土的回弹率，提高喷射混凝土的强度和耐久性。
本发明提供的低回弹率喷射混凝土，具有低回弹率和高强度的优势。
本发明提供的低回弹率喷射混凝土的制备方法，工艺简单且高效。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的第一个方面，提供了一种喷射混凝土用高强超微外加剂，包括按重量份数计的以下组分：
超细二氧化硅47-57份、磨细矿渣粉32-42份、硫酸铝0-5份、硫酸钙0-5份、氢氧化钙2-3份、氢氧化钠2-3份、聚丙烯酰胺0.3-0.7份、羟丙基甲基纤维素0-0.8份，以及聚乙烯醇0.05-0.15份；
其中，超细二氧化硅的细度和所述磨细矿渣粉的细度均独立地为纳米级。
本发明提供的喷射混凝土用高强超微外加剂，以超细二氧化硅和磨细矿渣粉作为主要组分，超细二氧化硅和磨细矿渣粉均具有纳米级的细度，磨细矿渣粉的主要成分是氧化硅和氧化铝，超细二氧化硅和氧化铝能够通过自身的活性效应、填充效应以及晶核效应来提高喷射混凝土水泥浆体与骨料之间的粘结强度，进而减小回弹率；同时，硫酸铝和氢氧化钠都能够促进水泥的早期水化，提高混凝土的早期强度；硫酸钙、氢氧化钙以及氢氧化钠能够与氧化硅、氧化铝反应，形成水化硅酸钙凝胶，提高喷射混凝土的强度；羟丙基甲基纤维素能够提高喷射混凝土的粘度；聚乙烯醇在水泥基材中则具有明显提高强度的作用；聚丙烯酰胺能够大幅度提高喷射的屈服应力和塑性粘度，减少回弹。
本发明的喷射混凝土用高强超微外加剂通过以上特定的组分及其重量配比的协同配合能够显著提高喷射混凝土的早期强度，提高水泥浆体与骨料之间的粘接力，降低喷射混凝土在施工过程中的回弹率和粉尘量，同时使得喷射混凝土具有较佳的强度和耐久性。
在本发明中，超细二氧化硅典型但非限制性的重量份数例如为47份、48份、49份、50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份；磨细矿渣粉典型但非限制性的重量份数例如为32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份、41份、42份，硫酸铝典型但非限制性的重量份数例如为0份、1份、2份、3份、4份、5份，硫酸钙典型但非限制性的重量份数例如为0份、1份、2份、3份、4份、5份，氢氧化钙典型但非限制性的重量份数例如为2份、2.5份、3份，氢氧化钠典型但非限制性的重量份数例如为2份、2.5份、3份，聚丙烯酰胺典型但非限制性的重量份数例如为0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份，羟丙基甲基纤维素典型但非限制性的重量份数例如为0份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份，聚乙烯醇典型但非限制性的重量份数例如为0.05份、0.1份、0.15份。
本发明提供的喷射混凝土用高强超微外加剂，各组分及其重量配比在此范围内，能够取得协同配合的效果，进而能够显著提高喷射混凝土的早期强度和粘接力，降低喷射混凝土在施工过程中的回弹率，而各组分的重量配比过高或过低，均会影响高强超微外加剂的性能，导致其达不到理想的降低喷射混凝土回弹率的效果。
在一种优选的实施方式中，本发明的喷射混凝土用高强超微外加剂的比表面积为800-1200m2/kg，其典型但非限制性的比表面积例如为800m2/kg、850m2/kg、900m2/kg、950m2/kg、1000m2/kg、1050m2/kg、1100m2/kg、1150m2/kg、1200m2/kg，优选为1000m2/kg，更有利于高强超微外加剂有效发挥降低喷射混凝土回弹率、提高喷射混凝强度以及耐久性的作用。
本发明提供的喷射混凝土用高强超微外加剂，各组分及其重量配比的之间能够协同配合，互相作用并联合起效，因此可显著降低喷射混凝土的回弹率及粉尘量，将喷射混凝土的回弹率控制在8%以内，在节省喷射时间的同时也提高了喷射混凝土的强度及耐久性，进而彻底解决了普通喷射混凝土回弹率高、粉尘率大以及强度低的技术问题。
根据本发明的第二个方面，提供了一种喷射混凝土用高强超微外加剂的制备方法，包括以下步骤：
将各组分按比例混合，得到高强超微外加剂。
本发明提供的喷射混凝土用高强超微外加剂的制备方法，工艺简单且高效。
根据本发明的第三个方面，提供了一种高强超微外加剂的使用方法，包括以下步骤：
将高强超微外加剂掺加在喷射混凝土中以降低喷射混凝土的回弹率。
本发明提供的喷射混凝土用高强超微外加剂的使用方法，能够有效降低喷射混凝土的回弹率，提高喷射混凝土的强度和耐久性。
根据本发明的第四个方面，提供了一种低回弹率喷射混凝土，主要由以下组分制备而成：
胶凝材料、粗骨料、细骨料、上述任一项所述的高强超微外加剂、减水剂，以及水。
本发明提供的低回弹率喷射混凝土，具有低回弹率和高强度的优势。
在一种优选的实施方式中，高强超微外加剂占胶凝材料重量的4-8%，例如可以为4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%，但不限于此，更有助于高强超微外加剂发挥效用，以使喷射混凝土的回弹率得到有效降低，并且使喷射混凝的强度和耐久性得到有效提高，而高强超微外加剂占胶凝材料重量的比例过高或过低，均不利于喷射混凝土回弹率的降低以及强度、耐久性的提高。
在本发明中，低回弹率喷射混凝土的组分还包括速凝剂，速凝剂可以在混凝土喷射之前加入，之后进行喷射以形成低回弹率喷射混凝土。
在本发明中，胶凝材料的种类不作特别的限定，本领域中常见的胶凝材料种类均可应用在本发明的低回弹率喷射混凝土中，例如胶凝材料可以为水泥或者水泥与矿物掺和料的复合胶凝材料，但不限于此。
在一种优选的实施方式中，本发明提供的低回弹率喷射混凝土的回弹率在10%以下，7d抗压强度在37MPa以上。
相比于普通的喷射混凝土，本发明提供的低回弹率喷射混凝土，不仅具有低回弹率，而且还具有出色的早期强度，因此能够更好地作为隧道、矿井以及边坡等领域中用于支护的喷射混凝土，提高施工的质量。
根据本发明的第五个方面，提供了一种低回弹率喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：
胶凝材料、粗骨料、细骨料、上述任一项所述的高强超微外加剂、减水剂以及水混合，得到低回弹率喷射混凝土。
本发明提供的低回弹率喷射混凝土的制备方法，工艺简单且高效。
在一种优选的实施方式中，本发明的低回弹率喷射混凝土的制备方法包括以下步骤：
先将粗骨料、细骨料、水泥、矿物掺和料、上述任一项所述的高强超微外加剂以及减水剂混合，再加入水混合，之后再加入速凝剂混合，经喷射，得到低回弹率喷射混凝土。
本发明提供的低回弹率喷射混凝土的制备方法，工艺简单且高效，更有利于高强超微外加剂与其他各组分的充分混合，以充分发挥高强超微外加剂的效用，达到有效降低喷射混凝土回弹率和粉尘量，同时提高喷射混凝土强度和耐久性的目的。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。
实施例1
一种喷射混凝土用高强超微外加剂，包括按重量百分比计的如下组分：
超细二氧化硅52%、磨细矿渣粉37%、硫酸铝2.5%、硫酸钙2.5%、氢氧化钙2.5%、氢氧化钠2.5%、聚丙烯酰胺0.5%、羟丙基甲基纤维素0.4%，以及聚乙烯醇0.1%。
其中，超细二氧化硅和磨细矿渣粉的细度均为纳米级。
本实施例的喷射混凝土用高强超微外加剂的比表面积为1000m2/kg。
实施例2
本实施例提供的喷射混凝土用高强超微外加剂，与实施例1的区别在于，本实施例中的超细二氧化硅为47%、磨细矿渣粉为42%，其余均与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供的喷射混凝土用高强超微外加剂，与实施例1的区别在于，超细二氧化硅为57%、磨细矿渣粉为32%，其余均与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供的喷射混凝土用高强超微外加剂，与实施例1的区别在于，本实施例中硫酸铝为0%、硫酸钙为5%，其余均与实施例1相同。
实施例5
一种喷射混凝土用高强超微外加剂，包括按重量百分比计的如下组分：
超细二氧化硅50%、磨细矿渣粉39%、硫酸铝3%、硫酸钙2%、氢氧化钙3%、氢氧化钠2%、聚丙烯酰胺0.4%、羟丙基甲基纤维素0.5%，以及聚乙烯醇0.1%。
其中，超细二氧化硅和磨细矿渣粉的细度均为纳米级。
本实施例的喷射混凝土用高强超微外加剂的比表面积为1000m2/kg。
实施例6
本实施例提供的喷射混凝土用高强超微外加剂，与实施例5的区别在于，本实施例中硫酸铝为5%、硫酸钙为0%，其余均与实施例5相同。
实施例7
本实施例提供的喷射混凝土用高强超微外加剂，与实施例5的区别在于，本实施例中聚丙烯酰胺为0.3%、羟丙基甲基纤维素为0.6%，其余均与实施例5相同。
实施例8
本实施例提供的喷射混凝土用高强超微外加剂，与实施例5的区别在于，本实施例中聚丙烯酰胺为0.7%、羟丙基甲基纤维素0.2%，其余均与实施例5相同。
实施例9
本实施例为实施例1-8提供的喷射混凝土用高强超微外加剂的制备方法，包括以下步骤：
将各组分按比例混合，得到高强超微外加剂。
实施例10
一种低回弹率喷射混凝土，主要由以下重量份数计的组分制备而成：
水泥375份、砂929份、碎石701份、速凝剂13.5份、水170份、减水剂4.97份、实施例1的高强超微外加剂32份，以及粉煤灰45份。
实施例11-13
实施例11-13提供的低回弹率喷射混凝土，与实施例10的区别在于，实施例11-13的低回弹率喷射混凝土中加入的分别依次是实施例2-4的高强超微外加剂，其余均与实施例10相同。
实施例14
一种低回弹率喷射混凝土，主要由以下重量份数计的组分制备而成：
水泥425份、砂924份、碎石694份、速凝剂42.7份、水170份、减水剂4.26份、实施例5的高强超微外加剂25份，以及粉煤灰71份。
实施例15-17
实施例15-17提供的低回弹率喷射混凝土，与实施例14的区别在于，实施例15-17的低回弹率喷射混凝土中加入的分别依次是实施例6-8的高强超微外加剂，其余均与实施例14相同。
实施例18
本实施例为实施例10-17提供的低回弹率喷射混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将各组分混合，得到低回弹率喷射混凝土。
对比例1
本对比例提供的高强超微外加剂，与实施例1的区别在于，本对比例的高强超微外加剂中不含有超细二氧化硅，同时磨细矿渣粉的重量百分比为89%，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供的高强超微外加剂，与实施例1的区别在于，本对比例的高强超微外加剂中超细二氧化硅的重量百分比为42%，同时磨细矿渣粉的重量百分比为47%，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供的高强超微外加剂，与实施例1的区别在于，本对比例的高强超微外加剂中不含有磨细矿渣粉，同时超细二氧化硅的重量百分比为89%，其余均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供的高强超微外加剂，与实施例1的区别在于，本对比例的高强超微外加剂中磨细矿渣粉的重量百分比为27%，同时超细二氧化硅的重量百分比为61%，其余均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供的高强超微外加剂，与实施例1的区别在于，本对比例的高强超微外加剂中不含有氢氧化钙，同时氢氧化钠的重量百分比为5%，其余均与实施例1相同。
对比例6
本对比例提供的高强超微外加剂，与实施例1的区别在于，本对比例的高强超微外加剂中聚丙烯酰胺的重量百分比为0.1%、羟丙基甲基纤维素0.8%，其余均与实施例1相同。
对比例7-12
对比例7-12提供的喷射混凝土，与实施例10的区别在于，对比例7-12的喷射混凝土中加入的分别依次是对比例1-6的高强超微外加剂，其余均与实施例10相同。
对比例13
本对比例提供的喷射混凝土，与实施例10的区别在于，本对比例的喷射混凝土中未加入高强超微外加剂，同时水泥的重量份数为407份，其余均与实施例10相同。
对比例14
本对比例提供的喷射混凝土，与实施例14的区别在于，本对比例的喷射混凝土中未加入高强超微外加剂，同时本对比例中的重量配比如下：
水泥404份、砂903份、碎石833份、速凝剂42.7份、水185份、减水剂4.26份，以及粉煤灰71份；
其余均与实施例14相同。
试验例1
将实施例10-13提供的低回弹率喷射混凝土和对比例7-13提供的喷射混凝土按表1的性能进行测试，结果见表1；
其中，7天抗压强度的测试方法为：将混凝土拌合物装入模具后，24小时拆模，放在标准养护室（20±2℃，95%以上的相对湿度95%以上，养护7天后，测定立方体抗压强度）；
平均回弹量的测试方法为：试验采用垫彩条布收集回弹混凝土称量计算回弹量的方法与项目部采用测量开挖断面及初期支护断面计算喷射混凝土数量与实际使用喷射混凝土数量对比分析方式计算喷射混凝土回弹量。
将实施例14-17提供的低回弹率喷射混凝土和对比例14提供的喷射混凝土按表2的性能进行测试，测试方法参考上述方法，结果见表2。
表1
表2
由表1和表2的数据可知，本发明的高强超微外加剂通过特定的组分及其重量配比的协同配合能够显著降低喷射混凝土的回弹率，得到的低回弹率喷射混凝土，与普通的喷射混凝土相比，回弹量可减少接近30%，并且能够提高7d抗压强度，与普通的喷射混凝土相比，7d抗压强度可提高近13MPa；由此可见，本发明的高强超微外加剂能够极大地提高喷射混凝土在富水区段的粘结力和凝结速度，且大幅度减少回弹量，保证喷射混凝土具有较佳的强度和耐久性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种喷射混凝土用高强超微外加剂，其特征在于，包括按重量份数计的以下组分：
超细二氧化硅47-57份、磨细矿渣粉32-42份、硫酸铝0-5份、硫酸钙0-5份、氢氧化钙2-3份、氢氧化钠2-3份、聚丙烯酰胺0.3-0.7份、羟丙基甲基纤维素0-0.8份，以及聚乙烯醇0.05-0.15份；
其中，所述超细二氧化硅的细度和所述磨细矿渣粉的细度均独立地为纳米级。
2.根据权利要求1所述的高强超微外加剂，其特征在于，所述高强超微外加剂的比表面积为800-1200m2/kg。
3.一种权利要求1或2所述的高强超微外加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将各组分按比例混合，得到所述高强超微外加剂。
4.一种权利要求1或2所述的高强超微外加剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述高强超微外加剂掺加在喷射混凝土中以降低喷射混凝土的回弹率。
5.一种低回弹率喷射混凝土，其特征在于，主要由以下组分制备而成：
胶凝材料、粗骨料、细骨料、权利要求1或2所述的高强超微外加剂、减水剂，以及水。
6.根据权利要求5所述的低回弹率喷射混凝土，其特征在于，所述高强超微外加剂占所述胶凝材料重量的4-8%；
所述低回弹率喷射混凝土的组分还包括速凝剂。
7.根据权利要求6所述的低回弹率喷射混凝土，其特征在于，所述胶凝材料包括水泥和任选的矿物掺和料。
8.根据权利要求5-7任一项所述的低回弹率喷射混凝土，其特征在于， 所述低回弹率喷射混凝土的回弹率在10%以下；
所述低回弹率喷射混凝土的7d抗压强度在37MPa以上。
9.一种权利要求5-8任一项所述的低回弹率喷射混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
胶凝材料、粗骨料、细骨料、所述的高强超微外加剂、减水剂以及水混合，得到所述低回弹率喷射混凝土。
10.根据权利要求9所述的低回弹率喷射混凝土的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
先将粗骨料、细骨料、水泥、矿物掺和料、所述高强超微外加剂以及减水剂混合，再加入水混合，之后再加入速凝剂混合，经喷射，得到所述低回弹率喷射混凝土。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116621489A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-08-22 | 石家庄市长安育才建材有限公司 | 一种喷射混凝土掺合料 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9670096B1 (en) * | 2016-08-04 | 2017-06-06 | Geopolymer Solutions LLC | High strength, density controlled cold fusion concrete cementitious spray applied fireproofing |
| CN106892585A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-06-27 | 尹大祥 | 一种高强超微喷射混凝土外加剂 |
| CN107986671A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-04 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种低回弹、防腐型喷射混凝土专用复合掺和料及应用 |
| CN108545975A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-18 | 成都东蓝星新材料有限公司 | 一种喷射混凝土用改性微硅粉 |
| CN109503103A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-22 | 南京绿色增材智造研究院有限公司 | 一种超高韧性碱激发喷射混凝土及其制备方法 |
| CN110105012A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-09 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种高性能喷射混凝土专用掺合料 |
| KR20200091532A (ko) * | 2019-01-22 | 2020-07-31 | 한국해양대학교 산학협력단 | 내염해성 해양 콘크리트 조성물 |
| US20200407276A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-12-31 | Paul Sampson | Cementitious Composition With High Bond Strength To Both Asphalt And Cement Based Materials |
| AU2021104161A4 (en) * | 2021-07-15 | 2022-04-28 | Addepalli Mallinadh Kashyap | A method and system for studying the behavior and strength of geopolymer concrete |
-
2022
- 2022-07-21 CN CN202210856126.3A patent/CN115073054A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9670096B1 (en) * | 2016-08-04 | 2017-06-06 | Geopolymer Solutions LLC | High strength, density controlled cold fusion concrete cementitious spray applied fireproofing |
| CN106892585A (zh) * | 2017-02-17 | 2017-06-27 | 尹大祥 | 一种高强超微喷射混凝土外加剂 |
| CN107986671A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-04 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种低回弹、防腐型喷射混凝土专用复合掺和料及应用 |
| CN108545975A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-18 | 成都东蓝星新材料有限公司 | 一种喷射混凝土用改性微硅粉 |
| US20200407276A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-12-31 | Paul Sampson | Cementitious Composition With High Bond Strength To Both Asphalt And Cement Based Materials |
| CN109503103A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-22 | 南京绿色增材智造研究院有限公司 | 一种超高韧性碱激发喷射混凝土及其制备方法 |
| KR20200091532A (ko) * | 2019-01-22 | 2020-07-31 | 한국해양대학교 산학협력단 | 내염해성 해양 콘크리트 조성물 |
| CN110105012A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-09 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种高性能喷射混凝土专用掺合料 |
| AU2021104161A4 (en) * | 2021-07-15 | 2022-04-28 | Addepalli Mallinadh Kashyap | A method and system for studying the behavior and strength of geopolymer concrete |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 吴文贵等, 北京理工大学出版社 * |
| 黄正均;张英;任奋华;张磊;郭奇峰;: "铁尾矿砂对喷射混凝土力学特性影响的试验分析" * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116621489A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-08-22 | 石家庄市长安育才建材有限公司 | 一种喷射混凝土掺合料 |
| CN116621489B (zh) * | 2023-07-24 | 2023-10-27 | 石家庄市长安育才建材有限公司 | 一种喷射混凝土掺合料 |
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