CN101486545A - 膨胀可控型超早强支座砂浆材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种膨胀可控型超早强支座砂浆材料的研制，由下列组分按重量百分比配制而成：快硬水泥36％～50％、膨胀剂0％～10％、20目～100目石英砂42％～54％、缓凝剂0.15％～0.9％、早强剂0.1％～0.8％、减水剂 0.3％～0.6％、消泡剂0.06％～0.26％、纤维0.01％～0.08％。本发明具有流动性好、早期强度高、膨胀填充性能好、后期强度不倒缩和使用方便等优点，适合各种环境条件下(包括低负温及高温条件)施工，可用于各种设备基础灌浆和混凝土结构、路面的快速修补，特别适用于客运专线预制桥梁盆式橡胶支座重力灌浆。

Description

膨胀可控型超早强支座砂浆材料

技术领域

本发明涉及一种膨胀可控型超早强支座砂浆材料及其制备方法，具体地讲，涉及一种用于高速铁路桥梁盆式橡胶支座和圆柱面钢支座安装用膨胀型超早强支座砂浆，配方经改进后，可以用于大型设备安装固定和路面抢修。

背景技术

当前中国的经济建设以前所未有的高速度迅猛发展，基础设施建设以波澜壮阔的态势向前发展，因此对提高基建工程的使用寿命提出了较高要求，尤其是高速铁路和铁路客运专线。在铁路客运专线的桥梁施工设计中，为了提高其使用寿命，已开始改变传统的箱梁架设支座锚固施工工艺，采用早强砂浆进行支座锚固。大量研究表明，传统早强砂浆材料主要存在新拌浆体流动性不好、硬化浆体小时强度低、收缩变形大、抗裂性能差和后期抗折强度低等缺点。

中国专利CN 101157537A公开了一种快硬自流平砂浆材料及其制备方法。其特点是浆体流动性好、早期强度高、后期强度不倒缩，但其后期抗折强度为11.4MPa，28天标养自由膨胀率为0.03％。

根据施工要求，对于铁路客运专线现浇梁盆式橡胶支座和圆柱面钢支座的安装，需要支座砂浆材料具有良好的膨胀填充性能，具有较高的抗折强度是其安全、耐久的重要保障。因此早强支座砂浆材料应具有较好的工作性，较高的小时强度，较好的膨胀可控性，优良的抗裂性能，后期强度不倒缩，24小时抗折强度高。铁道部科学技术司发行的科技基[2005]101号文件《客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件》明确提出现浇梁盆式橡胶支座和圆柱面钢支座的安装材料必须具有一定的膨胀性能，明确要求28d标养自由膨胀率大于0.1％。但至目前为止，还没有可满足上述性能要求的客运专线桥梁支座锚固用膨胀可控型超早强支座砂浆材料，也未发现相关的专利文献。

发明内容

本发明的目的改变目前还没有客运专线桥梁支座锚固用膨胀可控型超早强支座砂浆材料的现状，提供一种适用于铁路现浇梁盆式橡胶支座和圆柱面钢支座安装的膨胀可控型超早强支座砂浆材料。

本发明由下列组分按重量百分比配制而成：

快硬水泥                  36％～50％

膨胀剂                    0％～10％

20目～100目石英砂         42％～54％

缓凝剂                    0.15％～0.9％

早强剂                    0.1％～0.8％

减水剂                    0.3％～0.6％

消泡剂                    0.06％～0.26％

纤维                      0.01％～0.08％

上述快硬水泥为低碱快硬硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥中的一种。

上述膨胀剂为明矾石膨胀剂、UEA膨胀剂、AEA膨胀剂中的一种或者一种以上。膨胀剂为一种以上时，优选明矾石膨胀剂和UEA膨胀剂明或矾石膨胀剂和AEA膨胀剂按1：1的重量比配制的混合物。

上述石英砂的具体级配如下：

20目～40目石英砂            16％～22％

40目～60目石英砂            28％～34％

60目～70目石英砂            26％～32％

70目～100目石英砂           14％～20％

上述缓凝剂为三聚磷酸钠、柠檬酸、硼酸及硼砂中的一种或者一种以上。缓凝剂为一种以上时，优选硼酸和三聚磷酸钠按1：2的重量比配制的混合物或柠檬酸和硼砂按3：2的重量比配制的混合物。

上述早强剂为硫酸铝、甲酸钙、氟化钙和氯化铝中的一种或者一种以上。早强剂为一种以上时优选硫酸铝和氟化钙或硫酸铝和甲酸钙按1：1的重量比配制的混合物。

上述减水剂为粉状萘磺酸盐高效减水剂或聚羧酸盐高效减水剂中的一种。

上述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚类消泡剂。

上述纤维为3-9mm长的聚丙烯纤维。

本发明由快硬水泥、多级配石英砂为主要原料，加以膨胀剂、缓凝剂、早强剂、减水剂按相应比例采用干粉砂浆全自动生产设备生产而成，所有原料均为市售建筑材料和工业试剂。

本发明具有如下特点：

1、采用快硬水泥，改善浆体的小时强度以及后期强度的发展。

2、采用膨胀剂调整浆体的早期膨胀性能和后期体积稳定性，其主要功能是参与水化反应生成大量的膨胀性晶体，增加了砂浆体系中的晶体含量。填充或堵塞了毛细孔隙，产生体积膨胀，补偿了各类收缩变形，从而提高了砂浆的抗裂性和抗渗性。

3、采用洁净、粒径优良的白色石英砂，改善浆体的工作性能和外观。

4、采用减水剂来改善浆体的流动性，提高其工作性能。

5、采用的缓凝剂在快硬水泥水化时，可与水泥发生作用形成包裹层，将水泥包裹在壳层里面，从而控制快硬水泥的水化凝结时间。

6、采用早强剂来渗透包裹水泥颗粒的由缓凝剂与水泥形成的包裹层，并破坏壳层使水泥颗粒在瞬间水化而在几分钟之内硬化，从而起到促硬作用。浆体强度两小时强度达25MPa以上。

7、采用消泡剂来去除浆体在搅拌过程中产生的气泡，提高硬化浆体的力学性能和抗渗性能。

8、纤维为3-9mm长的聚丙烯纤维。该纤维具有良好的分散性，不影响砂浆的工作性，在砂浆中形成一种均匀乱向分布的网络体系，使结构应力分散，产生二级加强效果，从而有效提高砂浆的抗裂性能，在不降低抗压强度的条件下，大大提高了抗折强度。

本发明制备方法是：采用干粉砂浆全自动生产设备，按比例自动计量快硬水泥、膨胀剂、多级配石英砂为主要原料，缓凝剂、早强剂、消泡剂、减水剂及纤维为辅助功能性材料，自动送料，自动搅拌均匀，自动包装形成成品。现场使用时，加水搅拌即可使用，水料比0.125～0.140。

本发明的优点在于：操作简单，现场加水搅拌即可，充分搅拌静置无泌水、分层、沉底等不良现象，具有良好的工作性能，可实现无外力作用下的重力灌浆；优良的填充性能，在塑性阶段具有良好的膨胀填充性能，在硬化后期具有微膨胀填充性；浆体具有良好的抗裂性能；浆体在一小时就开始快速硬化，两小时就可达到施工所需要的力学性能，大大缩短了施工工期，且浆体长龄期强度无倒缩；本发明适合各种环境条件下(包括低负温及高温条件)施工，还可以用于大型设备安装锚固和路面抢修。

具体实施方式

下面用实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。

实施例1

快硬硫铝酸盐水泥                50％

膨胀剂                          0％

20目～40目石英砂                11％

40目～60目石英砂                15％

60目～70目石英砂                14％

70目～100目石英砂               9％

硼酸                            0.4％

硫酸铝：氟化钙＝1：1            0.2％

萘磺酸盐高效减水剂(粉剂)        0.35％

有机硅消泡剂                    0.04％

6mm聚丙烯纤维                   0.01％

采用干粉砂浆全自动生产设备，按比例自动计量上述各组分，自动送料，自动搅拌均匀，自动包装形成成品。

实施例2

低碱硫铝酸盐水泥                     49％

明矾石膨胀剂                         2％

20目～40目石英砂                     10％

40目～60目石英砂                     16％

60目～70目石英砂                     14％

70目～100目石英砂                    8％

柠檬酸                               0.4％

甲酸钙                               0.35％

聚羧酸盐高效减水剂(粉剂)             0.2％

有机硅消泡剂                         0.03％

3mm聚丙烯纤维                        0.02％

采用干粉砂浆全自动生产设备，按比例自动计量上述各组分，自动送料，自动搅拌均匀，自动包装形成成品。

实施例3

快硬硫铝酸盐水泥                 46％

UEA膨胀剂                        4％

20目～40目石英砂                 10％

40目～60目石英砂                 15％

60目～70目石英砂                 14％

70目～100目石英砂                9％

硼砂                             0.3％

氟化钙                           0.25％

萘磺酸盐高效减水剂(粉剂)         0.4％

有机硅消泡剂                     0.04％

9mm聚丙烯纤维                   0.01％

采用干粉砂浆全自动生产设备，按比例自动计量上述各组分，自动送料，自动搅拌均匀，自动包装形成成品。

实施例4

快硬硫铝酸盐水泥                     42％

AEA膨胀剂                            8％

20目～40目石英砂                     9％

40目～60目石英砂                     16％

60目～70目石英砂                     15％

70目～100目石英砂                    9％

三聚磷酸钠                           0.3％

硫酸铝                               0.25％

萘磺酸盐高效减水剂(粉剂)             0.4％

聚醚类消泡剂                         0.04％

6mm聚丙烯纤维                        0.01％

采用干粉砂浆全自动生产设备，按比例自动计量上述各组分，自动送料，自动搅拌均匀，自动包装形成成品。

实施例5

快硬硫铝酸盐水泥                  45％

明矾石膨胀剂：UEA膨胀剂＝1：1     6％

20目～40目石英砂                  10％

40目～60目石英砂                  15％

60目～70目石英砂                  14％

70目～100目石英砂                 9％

硼砂：三聚磷酸钠＝1：2            0.3％

硫酸铝：甲酸钙＝1：1              0.3％

萘磺酸盐高效减水剂(粉剂)          0.35％

聚醚类消泡剂                      0.04％

6mm聚丙烯纤维                     0.01％

采用干粉砂浆全自动生产设备，按比例自动计量上述各组分，自动送料，自动搅拌均匀，自动包装形成成品。

实施例6

快硬硫铝酸盐水泥                       43％

明矾石膨胀剂：AEA膨胀剂＝1：1          10％

20目～40目石英砂                       10％

40目～60目石英砂                       15％

60目～70目石英砂                       14％

70目～100目石英砂                      9％

柠檬酸：硼砂＝3：2                     0.2％

氯化铝                                 0.3％

萘磺酸盐高效减水剂(粉剂)               0.45％

聚醚类消泡剂                           0.04％

6mm聚丙烯纤维                          0.01％

采用干粉砂浆全自动生产设备，按比例自动计量上述各组分，自动送料，自动搅拌均匀，自动包装形成成品。

各产品性能汇总结果如下表

Claims (12)

1、一种膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是由下列组分按重量百分比配制而成：

快硬水泥                36％～50％

膨胀剂                  0％～10％

20目～100目石英砂       42％～54％

缓凝剂                  0.15％～0.9％

早强剂                  0.1％～0.8％

减水剂                  0.3％～0.6％

消泡剂                  0.06％～0.26％

纤维                    0.01％～0.08％

2、根据权利要求1所述膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是快硬水泥为低碱快硬硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥中的一种。

3、根据权利要求1所述膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是膨胀剂为明矾石膨胀剂、UEA膨胀剂、AEA膨胀剂中的一种或者一种以上。

4、根据权利要求3所述膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是膨胀剂为明矾石膨胀剂和UEA膨胀剂明或矾石膨胀剂和AEA膨胀剂按1：1的重量比配制的混合物。

5、根据权利要求1所述膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是石英砂的具体级配如下：

20目～40目石英砂              16％～22％

40目～60目石英砂              28％～34％

60目～70目石英砂              26％～32％

70目～100目石英砂             14％～20％

6、根据权利要求1所述膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是缓凝剂为三聚磷酸钠、柠檬酸、硼酸及硼砂中的一种或者一种以上。

7、根据权利要求6所述膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是缓凝剂为硼酸和三聚磷酸钠按1：2的重量比配制的混合物或柠檬酸和硼砂按3：2的重量比配制的混合物。

8、根据权利要求1所述膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是早强剂为硫酸铝、甲酸钙、氟化钙和氯化铝中的一种或者一种以上。

9、根据权利要求8所述膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是早强剂为硫酸铝和氟化钙或硫酸铝和甲酸钙按1：1的重量比配制的混合物。

10、根据权利要求1所述膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是减水剂为粉状萘磺酸盐高效减水剂或聚羧酸盐高效减水剂中的一种。

11、根据权利要求1所述膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚类消泡剂。

12、根据权利要求1所述膨胀可控型超早强支座砂浆材料，其特征是纤维为3-9mm长的聚丙烯纤维。