CN101519288A - 水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂 - Google Patents

水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂 Download PDF

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Abstract

水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂由絮凝剂、早强剂、减水剂、引气剂、活性掺合料组成，该外加剂是由下述重量百分比的原料制成：絮凝剂：4～9％；减水剂：15～32％；膨胀剂：9～25％；早强剂：8～30％；引气剂： 0.04～0.7％；活性掺合料：18～35％。本发明的水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂能够保持灌浆材料所具有的大流动性及微膨胀性外，保证在水下直接灌浆施工而不分散、不离析，能简化水下密封修补工艺、节省劳力和避免对附近水域造成环境污染，具有良好发展前景。

Description

水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂
技术领域
本发明涉及一种水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
我国目前在建的很多桥梁、水利工程由于采用了一些施工新工艺，需要在高水头、长流程、细管径的条件下进行水下灌浆密封止水施工，另外还有一些水利工程的水下混凝土裂缝需要修补或加固，围堰排水法及导管法等传统施工方法无法使用或成本高昂，需要一种适合直接在水下进行灌浆作业的新型材料。
水下不分散混凝土是将以絮凝剂为主的水下不分散剂加入到新拌混凝土中，使其与水泥颗粒表面产生离子键或共价键，起到压缩双电层、吸附水泥颗粒和保护水泥的作用。同时，水泥颗粒之间、水泥与骨料之间，可通过絮凝剂的高分子长链的“桥架”作用，使拌合物形成稳定的空间柔性网络结构，提高新拌混凝土的粘聚力，限制新拌混凝土的分散、离析及避免水泥流失。
自1974年原西德首次开展水下不分散混凝土的开发研究并应用于实际工程以来，许多国家都积极投入这方面的研究，取得了较成功的应用效果。但是，综观过去在水下不分散外加剂方面的研究和应用成果，均是应用于混凝土中，未见在水泥基灌浆材料中的研究应用。
目前的灌浆材料主要包括化学灌浆材料与水泥灌浆材料两大类。化学灌浆材料具有颗粒细、强度高、粘度低，以及流动性、稳定性、可灌性均好，固化时间可调等优点，但它除成本高、运输、贮存不便、施工工艺复杂外，大多具有不同程度的毒性，同时，因其易引起环境污染以及对地下水的污染，化学灌浆材料应用越来越受到限制。水泥基水泥灌浆材料具有使用方便、强度高、耐久性好、无公害、成本低、来源广等特点，目前，混凝土裂缝修补与加固中广泛使用水泥基灌浆材料。但普通水泥基灌浆材料直接应用于水下灌浆时因水流冲刷导致水泥浆流失，严重影响灌浆质量。而一般水下不分散剂又很难达到灌浆材料要求的大流动度及微膨胀的效果。因此，开发一种水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂，对水下混凝土工程的施工、修补与加固具有重要的意义。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于提出一种除能保持灌浆材料所具有的大流动性及微膨胀性外，保证在水下直接灌浆施工而不分散、不离析的水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂。
技术方案：本发明的水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂是由下述重量百分比的原料制成：
絮凝剂：    4～9％；
减水剂：    15～32％；
膨胀剂：    9～25％；
早强剂：    8～30％；
引气剂：    0.04～0.7％；
活性掺合料：18～35％。
其中：絮凝剂为羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、黄原胶或温轮胶中的一种或一种以上的混合物；
减水剂为氨基磺酸系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、萘系高效减水剂或木质素磺酸钙减水剂中的一种或一种以上的混合物，且均以粉剂掺入。
活性掺合料为粉煤灰、硅粉或沸石粉中的一种或一种以上的混合物；
早强剂为硫酸钠、硫酸铝钾、碳酸钾、甲酸钙中的一种或一种以上的混合物；
膨胀剂为UEA膨胀剂、氧化镁或氧化钙中的一种或一种以上的混合物；
引气剂为铝粉、三萜皂甙或十二烷基磺酸钠中的一种或一种以上的混合物。
本发明的制备方法是：按前述各重量比例称量各组分，将六种原料通过物理机械混合，搅拌，即得到本产品。
本发明结合了水泥基灌浆材料和水下不分散混凝土两大材料的优点。掺加本发明后的水泥浆体在水下带水施工时具有良好的可灌性和不分散性，硬化体具有堵漏、防渗、早强、不收缩等特点。
有益效果：掺加本发明的水泥浆体具有下列性能优点：
1)浆体可在水下直接灌浆施工而不分散、不离析，硬化浆体强度高；
2)浆体具有良好的流动性和可灌性，可采用压力灌浆工艺施工操作，尤其适用于长流程、细管径的灌浆作业；
3)浆体具有较高的体积稳定性，无收缩；
4)施工操作简单，对环境无污染，本发明可以广泛用于各类混凝土工程水下修补与加固以及水下基础加固等。
具体实施方式
本发明的水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂是由下述重量百分比的原料制成：
絮凝剂：    4～9％；
减水剂：    15～32％；
膨胀剂：    9～25％；
早强剂：    8～30％；
引气剂：    0.04～0.7％；
活性掺合料：18～35％。
其中：絮凝剂为羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、黄原胶或温轮胶中的一种或一种以上的混合物；
减水剂为氨基磺酸系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、萘系高效减水剂或木质素磺酸钙减水剂中的一种或一种以上的混合物，且均以粉剂掺入。
活性掺合料为粉煤灰、硅粉或沸石粉中的一种或一种以上的混合物；
早强剂为硫酸钠、硫酸铝钾、碳酸钾、甲酸钙中的一种或一种以上的混合物；
膨胀剂为UEA膨胀剂、氧化镁或氧化钙中的一种或一种以上的混合物；
引气剂为铝粉、三萜皂甙或十二烷基磺酸钠中的一种或一种以上的混合物。
本发明的制备方法是：按前述各重量比例称量各组分，将六种原料通过物理机械混合，搅拌，即得到本产品。
实施例1
水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂按羟丙基甲基纤维素4％、聚丙烯酰胺3％、聚羧酸系高效减水剂15％、UEA膨胀剂24％、甲酸钙4％、碳酸钾18％、三萜皂甙引气剂0.06％、沸石粉31.94％经搅拌配制而成。
实施例2
水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂按温轮胶4％、氨基磺酸系高效减水剂18％、木质素磺酸钙减水剂4％、氧化钙25％、硫酸钠28％、十二烷基苯磺酸钠0.25％、硅粉10％、粉煤灰10.75％经搅拌配制而成。
实施例3
水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂按羟乙基甲基纤维素9％、萘系高效减水剂32％、氧化镁8％、UEA膨胀剂4％、甲酸钙8％、铝粉0.04％、沸石粉15％、粉煤灰23.96％经搅拌配制而成。
实施例4
水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂按黄原胶5.5％、三聚氰胺系高效减水剂26％、UEA膨胀剂11％、氧化钙7％、硫酸铝钾18％、十二烷基苯磺酸钠0.55％、硅粉13％、粉煤灰18.95％经搅拌配制而成。
以下为本发明的性能情况：
水泥为中国水泥厂生产的海螺P·O42.5水泥，水泥净浆的水胶比为0.38，外加剂掺量为3％。
试验方法：由于本发明的水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂为新型特种外加剂，目前尚无相关规范，试验中相关指标分别参考GB/T50448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》、YB/T9261-98《水泥基灌浆材料施工技术规范》及DL/T5117《水下不分散混凝土试验规程》中相关条款进行。
表1 本发明的有关性能
Figure A200910029202D00071
注：对比样1为北京产某水泥基灌浆材料外加剂，对比样2为武汉产某水下不分散外加剂。

Claims (7)

1.一种水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂，其特征在于该外加剂是由下述重量百分比的原料制成：
絮凝剂：4～9％；
减水剂：15～32％；
膨胀剂：9～25％；
早强剂：8～30％；
引气剂：0.04～0.7％；
活性掺合料：18～35％。
2.根据权利要求1所述的水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂，其特征在于絮凝剂为羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、黄原胶或温轮胶中的一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂，其特征在于减水剂为氨基磺酸系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、萘系高效减水剂或木质素磺酸钙减水剂中的一种或一种以上的混合物，且均以粉剂掺入。
4.根据权利要求1所述的水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂，其特征在于活性掺合料为粉煤灰、硅粉或沸石粉中的一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂，其特征在于早强剂为硫酸钠、硫酸铝钾、碳酸钾、甲酸钙中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂，其特征在于膨胀剂为UEA膨胀剂、氧化镁或氧化钙中的一种或一种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的水下不分散无收缩灌浆材料专用外加剂，其特征在于引气剂为铝粉、三萜皂甙或十二烷基磺酸钠中的一种或一种以上的混合物。
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