一种高陡边坡用复合砂浆及其制备方法与流程

本技术涉及砂浆，尤其涉及一种高陡边坡用复合砂浆及其制备方法。

背景技术：

1、高陡边坡失稳是地质灾害的一种常见形式，严重威胁着人民生命财产安全和工程建设的顺利进行。传统的砂浆锚杆虽然能够提供一定的稳定性，但是其厚度较大，自重较重，容易导致高陡边坡的不稳定。因此，需要一种新型的高渗透性、高抗折强度的复合砂浆来解决这个问题。

技术实现思路

1、本技术目的在于针对当前技术的不足，提供一种高陡边坡用复合砂浆及其制备方法，本技术制备的高陡边坡用复合砂浆具有高渗透性、高抗折强度、厚度薄和流动度好等优点。

2、第一方面，本技术提供一种高陡边坡用复合砂浆，采用如下技术方案：

3、一种高陡边坡用复合砂浆，按质量份数计，包括以下制备原料：改性环氧乳液55-60份、矿粉45-50份、粉煤灰40-45份、石英粉50-60份、硅灰粉5-7份、砂子50-60份、改性增强纤维0.9-1.2份、偶联剂3-4份、减水剂1.0-1.2份、固化剂12-15份、消泡剂0.2-0.3份、水30-35份。

4、通过采用上述技术方案，改性环氧乳液：提供砂浆良好的粘结性，使其能够牢固地粘合在边坡表面。同时，改性环氧乳液也具有良好的流动性，有助于砂浆的施工和涂抹。矿粉和粉煤灰：作为砂浆的主要填料，提供砂浆的基础性能，并具有一定的抗压和抗折强度。矿粉和粉煤灰的细粉末状结构也有助于提高砂浆的流动性。石英粉：提供砂浆的硬度和耐磨性，同时也可以增加砂浆的抗压和抗折强度。硅灰粉：提高砂浆的耐候性和耐磨性，同时也有助于提高砂浆的抗压和抗折强度。砂子：作为砂浆的主要骨料，提供砂浆良好的抗压性能。改性增强纤维：增加砂浆的抗折强度，提高砂浆的耐拉性能。偶联剂：增强各种原料之间的粘接作用，提高砂浆的整体性能。减水剂：提高砂浆的流动性，降低砂浆的粘度，有利于施工。固化剂：使砂浆在短时间内硬化，提高了施工效率。消泡剂：防止砂浆中产生气泡，保证砂浆的质量。这些原料在复合砂浆中相互协同作用，共同提高砂浆的性能，如抗压强度、抗折强度、流动性等，确保高陡边坡的稳定性和耐久性。

5、优选的，所述改性环氧乳液的制备方法，包括以下步骤：

6、s21、按照质量份数，将20-22份环氧树脂e44和0.05分二月桂酸二丁基锡加入反应釜中，真空脱水2h，加入20-22份异佛尔酮二异氰酸酯，80℃反应3-4h；当残留nco接近于0，然后加入40份苯基缩水甘油醚和20-25份正十二醇，继续反应3-4h，降温至40℃-50℃，得到液态改性环氧树脂；

7、s22、按照质量份数，将20份液态改性环氧树脂、0.3-0.4份聚乙二醇4000和20份水混合进行乳化，得到改性环氧乳液。

8、通过采用上述技术方案，在混凝土复合砂浆中，改性环氧乳液的主要作用是提供砂浆良好的粘结性、流动度和柔韧性。其与其他原料的协同作用包括：与矿粉和粉煤灰：改性环氧乳液能够与这些填料充分混合，形成具有较强粘结能力的砂浆，增强其抗压和抗折性能。与硅灰粉和石英粉：改性环氧乳液的添加可以提高这些细粉末状原料的粘结性，使得砂浆具有更好的流动性和抗压性。与改性增强纤维：改性环氧乳液能够与增强纤维良好地结合，增强砂浆的抗折强度和耐拉性能。与固化剂：固化剂可以促进改性环氧乳液的硬化过程，增强砂浆的整体性能。这些原料共同作用，使得混凝土复合砂浆具有高渗透性、高抗折强度、厚度薄、流动性好和裂缝控制能力强等优点，提高了边坡稳定性和耐久性。

9、优选的，所述乳化的温度为30-40℃，所述乳化的剪切速率为2000-4000r/min，所述乳化的时间为30-50min。

10、优选的，所述改性增强纤维由碳纤维和碳化硅纤维以质量份数5:1组成，并经乙烯基三乙氧基硅烷改性制得。

11、优选的，所述碳纤维和碳化硅纤维的直径均400-500μm，所述碳纤维和碳化硅纤维的长度均为3-5mm。

12、通过采用上述技术方案，碳纤维和碳化硅纤维作为改性增强纤维，通过其高强度、高模量的特性，可以有效增加复合砂浆的抗折强度，提高边坡的稳定性。通过乙烯基三乙氧基硅烷改性，使得改性增强纤维具有更好的分散性和与其他原料的相容性，有利于与砂浆中的其他成分充分混合，提高整体性能。改性增强纤维与改性环氧乳液等其他原料协同作用，共同提升了复合砂浆的抗折强度、粘结性和柔韧性。碳化硅纤维的特殊性质还能够在一定程度上增加砂浆的耐高温性能。因此，通过改性增强纤维的添加和处理，可以综合提高高陡边坡用复合砂浆的性能，增加其抗折强度，改善稳定性和耐久性。

13、优选的，所述改性增强纤维的制备方法为：按质量份数计，将15份乙烯基三乙氧基硅烷，100份乙醇、200份水混合，分别依次加入500份碳纤维和100份碳化硅纤维，充分搅拌，加热到60℃，回流60min,抽滤，烘干，得到改性增强纤维。

14、通过采用上述技术方案，改性增强纤维的制备方法可以提高碳纤维和碳化硅纤维与乙烯基三乙氧基硅烷的相容性，增强纤维的性能和稳定性，从而有效提升其在复合砂浆中的作用。改性增强纤维通过乙烯基三乙氧基硅烷改性处理后，具有更好的分散性和相容性，能够有效地增加复合砂浆的抗折强度，提高边坡的稳定性。改性增强纤维的成分和处理方法可以改善其与其他原料的相互作用，增加其在砂浆中的粘结性和流动性，有利于砂浆的施工和使用效果。改性增强纤维与其他原料如改性环氧乳液等协同作用，共同提升复合砂浆的性能，包括抗压抗弯强度等方面，从而增强边坡的承载能力和稳定性。因此，改性增强纤维的制备方法和应用可以使高陡边坡用复合砂浆的性能得到有效提升，并且在整体材料体系中发挥重要作用。

15、优选的，所述偶联剂由乙烯基三乙氧基硅烷、三硬脂酯基钛酸异丙酯和异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯以质量份数比3:4:1-3组成。

16、通过采用上述技术方案，偶联剂由乙烯基三乙氧基硅烷、三硬脂酯基钛酸异丙酯和异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯组成，其质量份数比为3:4:1-3。偶联剂中的乙烯基三乙氧基硅烷具有良好的表面活性和亲合性，可以在砂浆中起到增强粘结性的作用，促进各种原料的结合和固化，从而提高复合砂浆的耐久性和稳定性。三硬脂酯基钛酸异丙酯和异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯等成分在偶联剂中可以改善组分之间的分散性，使复合砂浆中的各种原料均匀分散，提高了材料的均一性和性能稳定性。通过偶联剂的添加，可以促进各种原料之间的化学反应和相互作用，增强了复合砂浆的整体力学性能，提高了其抗压、抗弯强度等机械性能。偶联剂与其他原料如改性增强纤维、改性环氧乳液等协同作用，共同增加复合砂浆的抗折强度、耐久性和工程应用性能，有效地提升边坡用复合砂浆的整体品质和使用效果。因此，偶联剂在高陡边坡用复合砂浆中发挥多重作用，通过与其他原料相互配合和协同作用，提高了砂浆的性能和施工效率，从而满足高陡边坡工程的要求和提升工程质量。

17、优选的，所述固化剂为亨斯迈水性环氧固化剂3986。

18、优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为23％；所述消泡剂为byk-066n。

19、第二方面，本技术提供一种高陡边坡用复合砂浆的制备方法，采用如下的技术方案：作为一个总的技术构思，本技术还提供上述一种高陡边坡用复合砂浆的制备方法，包括以下步骤：

20、s101、按照质量份数，将改性环氧乳液、矿粉、粉煤灰、石英粉、硅灰粉、砂子、改性增强纤维、偶联剂、减水剂、消泡剂和水加入反应釜中，搅拌均匀，即得a组分；

21、s102、按照质量份数，灌注使用时将固化剂添加到a组分中搅拌8-10分钟，得到高陡边坡用复合砂浆。

22、综上所述，本技术的有益技术效果：

23、1.高渗透性：砂浆具备高渗透性能，能够有效地渗透到边坡内部，提高边坡的稳定性和耐久性，有助于防止水土流失和边坡坍塌。

24、2.高抗折强度：通过添加改性增强纤维和改性环氧乳液等原料，砂浆具有高抗折强度，可以有效抵抗外部力道造成的应力，避免裂缝和破损，从而延长边坡的使用寿命。

25、3.厚度薄且流动度好：复合砂浆薄且自重轻，不会增加边坡负担，同时具有良好的流动性，有利于施工时的均匀覆盖和填充，提高工程施工效率。

26、4.优异的初凝和终凝性能：由于初凝时间≤1小时和终凝时间≤2小时，既给予施工人员足够的工作时间，又可以在短时间内实现砂浆的硬化，保证施工进度和工程质量。

27、5.裂缝控制能力强：由于砂浆本身具有一定柔韧性和抗拉强度，能够有效地控制裂缝的产生和扩展，维持边坡结构的完整性和稳定性。