CN101397202A - 橡胶集料灌浆料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种橡胶集料灌浆料，它包括以下组份：橡胶集料4～8份，砂65～87份，水泥55～85份，掺和料4～10份，水20～32份，外加剂4～12份，所述的掺和料由粉煤灰2～5份，硅粉1～2份，矿粉1～3份组成，所述的外加剂由膨胀剂3～10份，超塑化剂1～2份组成，上述份数均为重量份数。采用本发明的橡胶集料灌浆料具有更好的流动性和更长的可操作时间、膨胀率不小于0.02％、小梁延性系数不低于1.1、抗压强度高并可以利用废旧材料、降低成本的橡胶集料灌浆料。

Description

橡胶集料灌浆料

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及的是橡胶集料灌浆料。

背景技术

灌浆料作为在电力、机械、冶金、化工、石油、建筑等行业的设备安装中得到广泛应用。它适用于大中型设备的二次灌浆、地脚螺栓的锚固，垫板座浆、工程修补和抢修等早强、无收缩和高流态要求的施工中。

灌浆料一般是由水泥水化产物、河砂、游离水及孔隙所组成的多相复合材料，其基本组成原理是利用水泥中具有活性的成份，例如硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等成份与水发生化学反应，从而形成具有一定强度的胶凝体，即水泥石，水泥石与骨料紧密结合，形成坚固的结构。

根据结构和修补工程的特点，往往要求加固修补效果好，工期快和易于施工等。针对结构和修补工程，灌浆料的主要技术指标是流动度、膨胀率、早期和最终强度以及凝结时间。

流动度。表示材料流动性能的方法国际上有三种，即流动度法、漏斗法和坍落度法。它们的限界值分别是：流动度法的限界值≥240mm；漏斗法流出时间范围是(8±2)s；坍落度法的限界值≥25cm。目前，我国普遍采用流动度法考查灌浆料的流动性能。为了满足灌浆施工自行流动的要求，灌浆料的流动度必须大于240mm，国外灌浆料的流动度指标，最低规定为240mm。如果没有必要的流动性能，狭小的空间是灌不进去的，达不到饱满填充的效果，即使其他性能再高，对灌浆工程也没有意义。所以，灌浆料的流动度是评价灌浆料质量优劣的首要条件。

膨胀率。膨胀率是灌浆料的第二个主要技术指标。为了使灌浆料硬化后，能够获得饱满填充效果，灌浆料必须具有适宜的膨胀性能。我国《混凝土外加剂应用技术规范》(GBJ119-88)规定灌浆料的1d竖向自由膨胀率为0.01％～0.05％，6个月的剩余竖向自由膨胀率大于0.05％。

抗压强度。在结构加固修补中，一般都希望有较高的早期强度，以便尽早投入使用。灌浆料的1d抗压强度最低应大于20Mpa。目前，国内常用灌浆料的抗压强度指标一般为R1≥20MPa，R3≥40MPa，R28≥60MPa。

钢筋粘结强度无论是修补加固工程还是设备基础灌浆，要保证灌浆料与钢筋具有足够的粘结强度，才能达到一体化目的。灌浆料与光面钢筋的粘结强度一般应大于或等于6MPa，与螺纹钢筋的粘结强度一般应大于或等于30MPa。凝结时间是影响施工进度的重要指标。对于加固修补工程，往往希望强度上得越快越好，即希望终凝时间尽可能的短。但是初凝时间不易过短，过短时易造成拌合物流动性降低而影响施工操作和灌注质量。灌浆料的初凝时间一般应为1h左右，终凝时间一般应为3h左右。

目前灌浆料的基本组分是：水泥、水、掺和料、外加剂、砂。其主要缺点是可操作时间短，抗裂性能差，延性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有更好的流动性和更长的可操作时间、膨胀率不小于0.02％、小梁延性系数不低于1.1、抗压强度高并可以利用废旧材料、降低成本的橡胶集料灌浆料。

本发明的橡胶集料灌浆料，它包括以下组份：橡胶集料4～8份，砂65～87份，水泥55～85份，掺和料4～10份，水20～32份，外加剂4～12份，所述的掺和料由粉煤灰2～5份，硅粉1～2份，矿粉1～3份组成，所述的外加剂由膨胀剂3～10份，超塑化剂1～2份组成，上述份数均为重量份数。

橡胶集料灌浆料产生的效益主要体现在经济技术效益以及社会效益两方面：

1.与传统灌浆料相比，橡胶集料灌浆料流动度初始值可达260～300mm，甚至更高。30分钟保留值不小于初始值的60％，甚至更高。使具有更好的流动性和更长的可操作时间。

2.橡胶集料灌浆料24小时竖向膨胀率不小于0.02％，微膨胀性可以防止开裂并使灌浆结构与周边结构连接更紧密。

3.橡胶集料灌浆料1d抗压强度不小于20MPa，28d强度可根据不同的工程要求分别达到50MPa、60MPa和70MPa。

4.橡胶集料灌浆料具有很低的渗透性和很高的抗氯盐、硫酸盐侵蚀性，可以保护钢筋不被锈蚀。

5.橡胶集料灌浆料的小梁延性系数不低于1.1，小梁延性系数是指采用40mm×40mm×160mm的试件，按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》进行试验(图1)，可以测得荷载—应变曲线，通过回归分析可得跨中的屈服应变ε_y和极限应变ε_u，小梁延性系数即为极限应变与屈服应变之比(图2)。

$\mathrm{\λ}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_u}{{\mathrm{\ϵ}}_y}\≥1.1$

6.橡胶集料来源为废旧材料，价格便宜、加工简单、运输方便。施工时可视为与砂料等同，无需添加其他工序。

7.用于配制柔性增强型水泥混凝土的柔性骨料主要来源于废轮胎、工业废橡胶以及废塑料等废旧物，据统计，中国每年仅废轮胎就会产生5000-6500万条，每年产生废弃塑料240万~480万吨，若不能研发出若干大量利用废旧物的产品，则会面临废弃、堆积、污染和浪费等难题。例如：一条旧汽车轮胎可产生5公斤1～2毫米尺寸的橡胶粉。按照年报废6500万条废轮胎计算，可产生3.25亿公斤橡胶粉。理论上讲，只要在每立方米混凝土里加入0.25公斤橡胶微粒或塑料颗粒，所有的问题就能得到解决。因此，采用柔性增强型水泥混凝土可实现变废为宝，不仅产生巨大经济效益，而且具有很大的社会效益。

附图说明

图1是小梁延性系数的加载图示；

图2是屈服应变与极限应变的回归模型。

具体实施方式

本发明的一种橡胶集料灌浆料，它包括以下组份：橡胶集料4～8份，砂65～87份，水泥55～85份，掺和料4～10份(其中粉煤灰2～5份，硅粉1～2份，矿粉1～3份)，水20～32份，外加剂4～12份(其中膨胀剂3～10份，超塑化剂1～2份)，上述份数均为重量份数。所述的橡胶集料可以为废弃乘用车轮胎、卡车轮胎、重型卡车轮胎、拖拉机轮胎、人力车胎的废轮胎、胶带、废橡胶胶管、胶鞋、电线电缆、工业橡胶部件或胶板的废橡胶制品中的至少一种。所述的橡胶集料优选的以重量百分比计，水分小于1.0％、灰分小于5.0％、丙酮抽提物小于15.0％、金属含量小于0.1％，这样可以保证橡胶集料中胶性成分含量不低于78％。所述的橡胶集料的优选橡胶粒径范围在5～20目，这样可以保证新拌混合物有良好的和易性，不产生离析和分层现象。所述的砂可以是河砂，并且所述的河砂中优选的泥的重量百分比小于5.0％，河砂的颗粒粒径小于5mm。所述的水泥可以为硅酸盐类、硫铝酸盐类的复配水泥中的至少一中。所述的外加剂可以为硫铝酸钙类膨胀剂和氨基磺酸系超塑化剂。

本发明的橡胶集料灌浆料的制备方法如下：

第一步：准备材料。将制备橡胶集料灌浆料所需的材料橡胶集料、河砂、水泥、掺和料(粉煤灰、硅粉、矿粉)、水、外加剂(膨胀剂、减水剂)准备齐全。并且保证各材料质量检验均合格。同时，准备齐全所需工具，并检查搅拌设备能够正常工作。

第二步：称料。根据产品要求用量准确计算各材料用量，根据计算结果准确称取各材料。

第三步：搅拌。宜采用机械搅拌，首先用湿抹布将搅拌机器壁湿润，然后按照砂、橡胶集料、水泥、掺和料、外加剂的顺序进行投料。搅拌时，应按照产品要求的用水量加水，先加入2/3的水拌和3分钟，然后加入剩余水量搅拌直至均匀。橡胶集料灌浆料制备完毕。

实施例1-5用列表的方式将橡胶集料灌浆料组成及含量列出(见表一)，它的制备方法如下：第一步：准备材料。将制备橡胶集料灌浆料所需的材料橡胶集料、河砂、水泥、掺和料(粉煤灰、硅粉、矿粉)、水、外加剂(膨胀剂、减水剂)准备齐全。并且保证各材料质量检验均合格。同时，准备齐全所需工具，并检查搅拌设备能够正常工作。第二步：称料。根据实施例中各材料用量准确称取各材料。第三步：搅拌。宜采用机械搅拌，首先用湿抹布将搅拌机器壁湿润，然后按照砂、橡胶集料、水泥、掺和料、外加剂的顺序进行投料。搅拌时，应按照产品要求的用水量加水，先加入2/3的水拌和3分钟，然后加入剩余水量搅拌直至均匀。橡胶集料灌浆料制备完毕。

表一橡胶集料灌浆料实施例配方

 

实施例	组分(重量份数)
		1	橡胶集料6份，河砂68份，水泥80份，掺和料9份(其中粉煤灰5份，硅粉1份，矿粉3份)，水27份，外加剂10.5份(其中硫铝酸钙类膨胀剂9份，氨基磺酸系超塑化剂1.5份)。
2	橡胶集料5份，河砂82份，水泥68份，掺和料7.5份(其中粉煤灰3份，硅粉1.5份，矿粉3份)，水24份，外加剂11份(其中硫铝酸钙类膨胀剂9份，氨基磺酸系超塑化剂2份)。
		3	橡胶集料4份，河砂74份，水泥59份，掺和料6份(其中粉煤灰3份，硅粉1份，矿粉2份)，水21份，外加剂5份(其中硫铝酸钙类膨胀剂3份，氨基磺酸系超塑化剂2份)。
4	橡胶集料4份，河砂65份，水泥55份，掺和料4份(其中粉煤灰2份，硅粉1份，矿粉1份)，水20份，外加剂4份(其中硫铝酸钙类膨胀剂3份，氨基磺酸系超塑化剂1份)。
		5	橡胶集料8份，河砂87份，水泥85份，掺和料10份(其中粉煤灰5份，硅粉2份，矿粉3份)，水32份，外加剂12份(其中硫铝酸钙类膨胀剂10份，氨基磺酸系超塑化剂2份)。

表二上述实施例测得的橡胶集料灌浆料性能指标

 

试样	流动度初始值(mm)	30分钟流动度保留值(mm)	24小时竖向膨胀率	1d抗压强度(MPa)	28d抗压强度(MPa)	小梁延性系数
							1	270	200	0.03％	30.0	50.0	1.30
2	300	260	0.03％	35.0	61.0	1.25
							3	320	310	0.02％	25.3	72.5	1.20
4	260	185	0.02％	26.8	65.6	1.15
							5	310	285	0.03％	22.7	52.8	1.25

Claims (9)

1.橡胶集料灌浆料，其特征在于它包括以下组份：橡胶集料4～8份，砂65～87份，水泥55～85份，掺和料4～10份，水20～32份，外加剂4～12份，所述的掺和料由粉煤灰2～5份，硅粉1～2份，矿粉1～3份组成，所述的外加剂由膨胀剂3～10份，超塑化剂1～2份组成，上述份数均为重量份数。

2.根据权利要求1所述的橡胶集料灌浆料，其特征在于其中各组份的配比是：橡胶集料4份，河砂74份，水泥59份，掺和料6份，水21份，外加剂5份，所述的掺和料由粉煤灰3份，硅粉1份，矿粉2份组成，所述的外加剂由膨胀剂3份，减水剂2份组成，上述份数均为重量份数。

3.根据权利要求1或2所述的橡胶集料灌浆料，其特征在于：所述的橡胶集料为废弃乘用车轮胎、卡车轮胎、重型卡车轮胎、拖拉机轮胎、人力车胎的废轮胎、胶带、废橡胶胶管、胶鞋、电线电缆、工业橡胶部件或胶板的废橡胶制品中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的橡胶集料灌浆料，其特征在于：以重量百分比计所述的橡胶集料的水分小于1.0％、灰分小于5.0％、丙酮抽提物小于15.0％、金属含量小于0.1％。

5.根据权利要求4所述的橡胶集料灌浆料，其特征在于：所述的橡胶集料的橡胶粒径范围在5～20目。

6.根据权利要求1所述的橡胶集料灌浆料，其特征在于：所述的砂是河砂。

7.根据权利要求6所述的橡胶集料灌浆料，其特征在于：所述的河砂中泥的重量百分比小于5.0％，河砂的颗粒粒径小于5mm。

8.根据权利要求1所述的橡胶集料灌浆料，其特征在于：所述的水泥为硅酸盐类、硫铝酸盐类的复配水泥中的至少一中。

9.根据权利要求1所述的橡胶集料灌浆料，其特征在于：所述的外加剂为硫铝酸钙类膨胀剂和氨基磺酸系超塑化剂。

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