【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于纖維混凝土，尤其涉及一種隧道加固修復用纖維混凝土及其制造方法。
技術介紹
1、混凝土作為隧道結構不可或缺的主要組成材料，憑借其多方面的顯著優勢，在現代工程領域占據了舉足輕重的地位。其原料的豐富性為大規模應用提供了堅實的基礎，從砂石、水泥到水等，這些基本成分在全球各地廣泛存在，確保了混凝土供應的穩定性和可持續性。價格低廉則是混凝土廣泛應用的另一大驅動力，它相較于其他高性能材料，成本效益顯著，特別適合于資金有限但需求龐大的基礎設施建設項目。制備過程的簡單直接，無論是現場攪拌還是預制構件，都能靈活適應各種施工條件，大大縮短了工期，提高了工作效率。
2、混凝土的可塑性和造型方便性更是為其在隧道結構中的應用增添了無限可能。通過模板澆筑，可以精準地塑造出復雜多變的結構形態，滿足隧道設計對于形狀、尺寸和精度的嚴格要求。此外，混凝土的耐久性和耐火性能也是其備受青睞的重要原因。在惡劣的自然環境下，如潮濕、腐蝕、高溫等條件，混凝土依然能保持結構的穩定性和安全性，有效延長了隧道的使用壽命。其良好的耐火性更是為隧道在火災等突發事件中的安全提供了堅實保障。
3、然而，任何事物都有其兩面性，混凝土也不例外。盡管它在抗壓強度方面表現出色，能夠承受巨大的壓力而不變形或破壞，但在抗拉強度方面卻存在明顯的短板。一般而言，混凝土的抗拉強度僅為抗壓強度的10％左右，這意味著在受到拉應力作用時，混凝土極易產生裂縫。這一特性限制了混凝土在某些特定應用場景下的表現，尤其是在需要承受較大拉力或剪切力的結構中，單純的混凝土材料無法滿足設計要
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于：為了解決混凝土極易產生裂縫。這一特性限制了混凝土在某些特定應用場景下的表現，尤其是在需要承受較大拉力或剪切力的結構中，單純的混凝土材料無法滿足設計要求而提出的一種隧道加固修復用纖維混凝土及其制造方法。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：一種隧道加固修復用纖維混凝土，包括以下重量份的組分：
3、
4、作為上述技術方案的進一步描述：
5、所述纖維材料包括長纖維、短纖維和碳納米纖維，其中長纖維的重量份為10-30份，短纖維的重量份為5-15份；碳納米纖維的重量份為1-5份。
6、作為上述技術方案的進一步描述：
7、所述長纖維為玻璃纖維或鋼纖維，其長度為20-60mm，直徑為01-0.12mm。
8、作為上述技術方案的進一步描述：
9、所述短纖維的長度為25-38mm，直徑小于0.05mm。
10、作為上述技術方案的進一步描述：
11、所述骨料為砂、碎石或兩者的混合物。
12、作為上述技術方案的進一步描述：
13、所述外加劑包括早強劑、減水劑、抗裂劑和防水劑。
14、作為上述技術方案的進一步描述：
15、還包括5-20份的礦物摻合料，所述礦物摻合料為粉煤灰、硅灰或礦渣分中的至少一種。
16、作為上述技術方案的進一步描述：
17、本專利技術還提供了一種隧道加固修復用纖維混凝土的制造方法，包括以下步驟：
18、a)準備原材料：按照重量份準備所述硅酸鹽水泥、所述纖維材料、所述骨料、所述水及所述外加劑；
19、b)混合干料：將所述硅酸鹽水泥、所述長纖維、所述骨料及所述礦物摻合料在攪拌機中進行以第一次混合均勻；再加入所述短纖維進行第二次混合，最后加入所述碳納米纖維進行第三次混合，確保所有的所述纖維材料在混凝土中的均勻分布；
20、c)添加所述外加劑和所述水：將所述外加劑和所述水加入攪拌機中，繼續攪拌至混凝土均勻，且所述纖維材料在混凝土中均勻分散；
21、d)澆筑與養護：將攪拌好的混凝土澆筑至隧道待加固修復部位，并進行適當的振搗，然后按照常規方法進行養護，直至混凝土達到設計強度。
22、作為上述技術方案的進一步描述：
23、在步驟d)中，養護溫度為20-30℃，養護時間為7-28天。
24、綜上所述，由于采用了上述技術方案，本專利技術的有益效果是：
25、1、本專利技術中，通過骨料構成混凝土的骨架，硅酸鹽水泥作為混凝土的主要膠凝材料；纖維材料(長纖維、短纖維、碳納米纖維)，增強混凝土的抗裂性、抗剪性和抗拉強度，其中長纖維提供宏觀增強效果，短纖維和碳納米纖維則在微觀層面提供增強和增韌作用，水作為溶劑和反應介質，參與水泥的水化反應，外加劑，改善混凝土的性能，其中早強劑加速水泥水化，減水劑提高工作性，抗裂劑和防水劑增強耐久性，礦物摻合料：提高混凝土的耐久性、強度和降低水化熱，當需要制備時，只需將上述材料安裝成分比進行準備，先將硅酸鹽水泥、長纖維、骨料和礦物摻合料混合均勻，再加入短纖維進行二次混合，最后加入碳納米纖維進行三次混合，確保纖維的均勻分布，之后將外加劑和水加入攪拌機中，繼續攪拌至混凝土均勻，最后將混凝土澆筑至隧道待加固修復部位，振搗后按常規方法養護至設計強度，此技術方案制備的纖維混凝土顯著提高混凝土的抗拉強度和抗剪強度的同時，還提高了混凝土的抗裂性和韌性。
26、2、本專利技術中，通過合理的控制纖維材料中的組分比，在混凝土中同時添加短纖維和長纖維，短纖維(如聚丙烯纖維)主要負責增強混凝土的初裂韌性和抗沖擊性，防止裂縫擴展；長纖維(如鋼纖維和玻璃纖維)提高混凝土的抗壓強度和抗彎強度，并配合著碳納米管纖維，不僅能增強強度和柔韌性，還能在混凝土受損時發出信號，實現自監測功能，便于及時維護。
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1.一種隧道加固修復用纖維混凝土，其特征在于，包括以下重量份的組分：
2.根據權利要求1所述的一種隧道加固修復用纖維混凝土，其特征在于，所述纖維材料包括長纖維、短纖維和碳納米纖維，其中長纖維的重量份為10-30份，短纖維的重量份為5-15份；碳納米纖維的重量份為1-5份。
3.根據權利要求2所述的一種隧道加固修復用纖維混凝土，其特征在于，所述長纖維為玻璃纖維或鋼纖維，其長度為20-60mm，直徑為01-0.12mm。
4.根據權利要求2所述的一種隧道加固修復用纖維混凝土，其特征在于，所述短纖維的長度為25-38mm，直徑小于0.05mm。
5.根據權利要求1所述的一種隧道加固修復用纖維混凝土，其特征在于，所述骨料為砂、碎石或兩者的混合物。
6.根據權利要求1所述的一種隧道加固修復用纖維混凝土，其特征在于，所述外加劑包括早強劑、減水劑、抗裂劑和防水劑。
7.根據權利要求1所述的一種隧道加固修復用纖維混凝土，其特征在于，還包括5-20份的礦物摻合料，所述礦物摻合料為粉煤灰、硅灰或礦渣分中的至少一種。
9.根據權利要求8所述的一種隧道加固修復用纖維混凝土的制造方法，其特征在于，在步驟d)中，養護溫度為20-30℃，養護時間為7-28天。
...【技術特征摘要】
1.一種隧道加固修復用纖維混凝土，其特征在于，包括以下重量份的組分：
2.根據權利要求1所述的一種隧道加固修復用纖維混凝土，其特征在于，所述纖維材料包括長纖維、短纖維和碳納米纖維，其中長纖維的重量份為10-30份，短纖維的重量份為5-15份；碳納米纖維的重量份為1-5份。
3.根據權利要求2所述的一種隧道加固修復用纖維混凝土，其特征在于，所述長纖維為玻璃纖維或鋼纖維，其長度為20-60mm，直徑為01-0.12mm。
4.根據權利要求2所述的一種隧道加固修復用纖維混凝土，其特征在于，所述短纖維的長度為25-38mm，直徑小于0.05mm。
5.根據權利要求1所述的一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱海良，萬洋，張建佩，呂秀鳳，沈曉琴，潘偉捷，程鈺淇，谷文杰，陳濤，
申請(專利權)人：上海隧道工程智造海鹽有限公司，
類型：發明
國別省市：
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