CN101786838A - 早强灌浆料 - Google Patents

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侯维红
栗谷堆
阎柳刚
郑国华
赵海洋
邹琼慧
邵中军
刘绪光
刘元新
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Abstract

本发明早强灌浆料,属于工程材料领域,由以下组分按重量份混合而成:特种水泥38~50份,骨料46~55份,石膏4~10份,减水剂0.3~0.6份,促凝剂0.05~0.06份、缓凝剂0.02~0.03份、保水剂0.01~0.02份。本发明组配的早强灌浆料初始流动度大于350mm,10~30分钟后流动度大于300mm,30分钟~2小时抗压强度大于20MPa,粘结力强,不开裂,强度不倒缩,适用于公路桥梁联接缝的抢修灌浆、高速铁路桥梁支座的快速灌浆、机场混凝土路面的抢修等特种工程中。

Description

早强灌桨料
技术领域
[0001] 本发明涉及工程材料,具体涉及一种灌浆材料,特别是一种用于抢修、抢建、快速
施工的路面修补、孔缝填充、设备与钢结构基础灌浆的特种工程材料。 背景技术
[0002] 随着我国基础建设的快速发展,混凝土工程的抢修、抢建、快速施工的需求越来越 多,对材料性能的要求也越来越高。公路桥梁联接缝的抢修灌浆、高速铁路桥梁支座的快速 灌浆、机场混凝土路面的抢修等,都要求具有施工简便、早强和高强的性能。灌浆材料的性 能直接影响施工进度,施工进度的快慢直接影响着社会效益和经济效益。例如,公路桥梁联 接缝的抢修灌浆,要求快速施工后,l小时后要通车,抗压强度要大于20Mpa。高速铁路桥梁 支座的快速灌浆,标准要求抗压强度达到20MPa,实际施工单位要求1〜1. 5小时就要达到 20Mpa以上。机场水泥路面的抢修更是要求30分就要达到15Mpa以上。这些工程不但对强 度提出了很高的要求,而且对流动度、凝结时间等其他性能也要满足相应的要求。 [0003] 现有灌浆材料,主要由普通硅酸盐水泥、骨料和添加剂组成,其不足是凝结时间 慢,凝结硬化时间大于5小时;早期强度低,l天强度才能达到20MPa ;流动性差,扩散度 300mm左右,超过50cm的距离就很难自流平。因此难以满足对灌浆材料较高的性能要求。
发明内容
[0004] 本发明的主要目的在于提供一种可用抢修、抢建、快速施工的流动性、凝结时间和 早期强度均符合较高要求的灌浆材料。
[0005] 本发明采用特种水泥制备的早强灌浆料,由以下组分按重量份混合而成:特种水 泥38〜50份,骨料46〜55份,石膏4〜10份,减水剂0. 3〜0. 6份,促凝剂0. 05〜0. 06 份、缓凝剂0. 02〜0. 03份、保水剂0. 01〜0. 02份。
[0006] 其中,特种水泥为标号达到62. 5#及以上,化学成份中Fe203含量3%以上的高铁 硫铝酸盐水泥或硫铝酸盐熟料粉;
[0007] 骨料为多粒级组配的机制石英砂,组配比例按重量份数为0. 2mm〜0. 4mm砂20〜 30份,0. 4mm〜0. 8mm砂40〜60份,0. 8mm〜2mm砂10〜20份;
[0008] 石膏为灼烧基中S03含量大于45%的天然硬石膏、天然混合石膏或二水石膏中的 一种或几种的混合;
[0009] 减水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂、含气量小于3%的聚羧酸减水剂,或两种
减水剂按各种比例复配使用;
[0010] 促凝剂为碳酸锂或氢氧化锂;
[0011] 缓凝剂为硼酸或柠檬酸;
[0012] 保水剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和木质纤维素中的一种或几种的混合。 [0013] 特别的,本发明采用特种水泥制备的超早强灌浆料,其中优选使用高铁硫铝酸盐 水泥或硫铝酸盐熟料粉44〜50份,石英砂46份,且石英砂0. 2mm〜0. 4mm、0. 4mm〜0. 8mm、
30. 8mm〜2mm各粒级砂按重量比30、60、 10份混合。这种灌浆料在满足其它性能的同时,具 有较短的初凝时间,特别适于在抢修抢建工程中使用。
[0014] 或者,本发明采用特种水泥制备的超早强灌浆料,其中优选使用高铁硫铝酸盐水 泥或硫铝酸盐熟料粉38〜44. 5份,石英砂50〜55份,石膏5〜8份。这种灌浆料在满足 其它性能的同时,流动性能指标突出,特别适于在长距离、不规则、空间小的填充灌浆作业 工程中使用。
[0015] 经检测,本发明提供的灌浆材料,初始流动度大于350mm, 10〜30分钟后流动度大 于300mm, 30分钟〜1小时抗压强度大于20MPa,粘结力强,不开裂,强度不倒縮,完全满足较 高的性能要求。
[0016] 本发明的有益效果在于:(1)将公路桥梁联接缝的抢修的通车时间提前到施工后 1小时。(2)将铁路桥梁支座灌浆后架设下一片梁的等待时间提前到1〜1. 5小时。(3)将 机场水泥路面抢修后的使用时间提前到30分钟。2小时抗压强度提高到20MPa以上,可以 极大地提高吊桥机的施工效率;通过缓凝剂和促凝剂的复合使用,使该灌浆料既具有拌和 后30分钟流动度大于240mm的可施工性能,又具有2小时抗压强度超过20MPa的早强性能; 该灌浆料可以用于低温及负温下的桥梁吊装施工;(4)流动该灌浆料在硬化过程中体积微 膨胀,确保密实填充所灌注的空间。
具体实施方式
[0017] 为更清楚地公开,以下从几方面叙述本发明。
[0018] 公路桥梁联接缝的抢修灌浆,要求快速施工后,l小时后要通车,抗压强度要大于 20Mpa。高速铁路桥梁支座的快速灌浆,标准要求抗压强度达到20MPa,实际施工单位要求 1〜1. 5小时就要达到20Mpa以上。机场水泥路面的抢修更是要求30分就要达到15Mpa以 上。因此,作为灌浆材料,最为重要的指标是:凝结时间、早期强度、流动性能。只有满足这 些指标的要求,才能在工程中得到良好的使用效果。
[0019] 本发明提供的灌浆料,着重在早期强度及流动性能上有显著的提高。为此,本发明 提出的灌浆料总配方如下:按重量份计,特种水泥38〜50份,骨料46〜55份,石膏4〜10 份,减水剂0. 3〜0. 6份,促凝剂0. 05〜0. 06份、缓凝剂0. 02〜0. 03份、保水剂0. 01〜 0. 02份。在该组配数值范围内,可以根据施工条件进一步进行优化组配,以适应不同的工程 要求来突出材料的某项指标特点。
[0020] 例如,从以下实施例l和4可以概括特别适于在抢修抢建工程中使用的灌浆料,
其中特别使用高铁硫铝酸盐水泥或硫铝酸盐熟料粉44〜50份,石英砂46份,且石英砂
0. 2mm〜0. 4mm、0. 4mm〜0. 8mm、0. 8mm〜2mm各粒级砂按重量比30 、60 、10份混合。
[0021 ] 再例如,从以下实施例2、3、5、6可以概括特别适于在长距离、不规则、空间小的
填充灌浆作业工程中使用的灌浆料,其中优选使用高铁硫铝酸盐水泥或硫铝酸盐熟料粉
38〜44. 5份,石英砂50〜55份,石膏5〜8份。
[0022] 适于在本发明灌浆料中使用的材料中:
[0023] 特种水泥:本发明中所用特种水泥为高铁硫铝酸盐水泥或硫铝酸盐熟料粉。硫铝 酸盐熟料粉是以适当成分的生料,经高温煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物 成分的熟料磨细得到的水硬性胶凝材料;硫铝酸盐水泥是由硫铝酸盐熟料粉、粉状掺合料
4组成的水硬性胶凝材料。本发明中的硫铝酸盐水泥为标号达到62. 5#及以上,化学成份中 Fe203含量在3%以上的高铁硫铝酸盐水泥或硫铝酸盐熟料粉。
[0024] 骨料:为机制石英砂,本发明中所用石英砂为多粒级组配的复合石英砂。各级粒径 按重量份为O. 2mm〜0. 4mm(Gl)的20〜30份,0. 4mm〜0. 8mm(G2)的50〜60份,0. 8mm〜 2mm (G3)的10〜20份。
[0025] 石膏:为灼烧基中S(^含量大于45%的天然硬石膏、天然混合石膏或二水石膏中 的一种或几种的混合。
[0026] 减水剂:为磺化三聚氰胺甲醛树脂类减水剂或含气量小于3%的聚羧酸减水剂,
或两种减水剂按各种比例复配使用。
[0027] 促凝剂:为锂盐如碳酸锂,或氢氧化锂。
[0028] 缓凝剂:为硼酸或柠檬酸。
[0029] 保水剂:为纤维素类的甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和木质纤维素中的一种或 几种的混合。
[0030] 在本发明材料选择中,特种水泥主要发挥快速产生胶凝强度的作用;骨料主要起 到提供高强度填充材料的作用;石膏主要起到调节特种水泥的强度和微膨胀性能的作用; 减水剂、促凝剂、缓凝剂和保水剂可以根据确定的主要组分进行选择加入,通过微调满足本 发明灌浆料的性能要求。这些材料通过合理组配而满足材料较高的性能要求。 [0031 ] 上述所有材料均可以从市场上得到。
[0032] 灌浆料(干料)制备时,按配比称取特种水泥、石英砂、石膏粉、减水剂、促凝剂、缓 凝剂和保水剂,先将约十分之一的水泥同减水剂、促凝剂、缓凝剂和保水剂用小型混料机混 合均匀,再将所有物料投入搅拌机一同搅拌15〜25分钟即可。
[0033] 灌浆料使用时,将本发明所制备的灌浆料(干料)按照其重量加入百分比14%〜 16%的水(是指干的灌浆料100克,加水14-16克),采用砂浆搅拌机搅拌3〜5分钟,即 可使用。拌搅拌好的灌浆料具有非常好的流动性,能够自己流动或简单的人工导流,无需振 捣。
[0034] 以下结合具体实施例来对本发明做进一步说明,下述各实施例仅用于说明本发明
而非对本发明的限制。
[0035] 实施例1
[0036] 选择硫铝水泥50公斤,砂46公斤(Gl、 G2、 G3按30、60、 10份混合),天然硬石膏 粉4公斤,减水剂磺化三聚氰胺甲醛树脂0. 3公斤,促凝剂氢氧化锂0. 07公斤,缓凝剂柠檬 酸0. 02公斤,保水剂甲基纤维素0. 02公斤。先将5公斤的水泥同减水剂、促凝剂、缓凝剂 用小型混料机混合均匀,再将所有物料投入搅拌机一同搅拌均匀后包装成袋。修补施工时 加入16%的水,用强制式搅拌机搅拌3分钟后即可使用。 [0037] 实施例2
[0038] 选择硫铝水泥44. 5公斤,砂50公斤(Gl 、 G2、 G3按30、50、20份混合),天然混合 石膏粉5. 5公斤,减水剂含气量小于3%的聚羧酸0. 6公斤,促凝剂碳酸锂0. 05公斤,缓凝 剂硼酸0. 03公斤,保水剂羟丙基甲基纤维素0. 01公斤。先将5公斤的水泥同减水剂、促凝 剂、缓凝剂和保水剂用小型混料机混合均匀,再将所有物料投入搅拌机一同搅拌均匀后包 装成袋。桥梁支座灌浆施工时,加入16%的水,用强制式搅拌机搅拌3分钟后即可使用。[0039] 实施例3
[0040] 选择硫铝水泥40公斤,砂55公斤(Gl、 G2、 G3按27、55、 18份混合),二水石膏粉 5公斤,减水剂(磺化三聚氰胺甲醛树脂与含气量小于3%的聚羧酸减水剂按1 : l复配, 使用其它比例复配也同样使用)0. 4公斤,促凝剂碳酸锂0. 06公斤,缓凝剂硼酸0. 02公斤, 保水剂木质纤维素O. 01。先将5公斤的水泥同减水剂、促凝剂、缓凝剂和保水剂用小型混料 机混合均匀,再将所有物料投入搅拌机一同搅拌均匀后包装成袋。公路桥梁联接缝的抢修 灌浆施工时,加入16%的水,用强制式搅拌机搅拌3分钟后即可使用。 [0041] 实施例4
[0042] 选择硫铝熟料44公斤,石膏粉10公斤,砂50公斤(Gl、 G2、 G3按20、60、20份混
合),其它与实施例l相同。 [0043] 实施例5
[0044] 选择硫铝熟料42公斤,石膏粉8公斤,其它与实施例2相同。 [0045] 实施例6
[0046] 选择硫铝熟料38公斤,石膏粉7公斤,其它与实施例3相同。
[0047] 按建材行业标准JC/T986-2005对上述实施例制成的灌桨料进行性能检测,结果 如下。表中对照样品为背景技术中介绍的普通灌浆材料(按重量配比:普通硅酸盐水泥 49%、砂子45%,5%膨胀剂,减水剂1% ): [0048] 表1 :实施例1至实施例6的性能检测 [0049]
检测指标 标准值 实施例 1 2 4 5 6 对照品
凝结时间 初凝(min) / 》15 》30 》20 》15 》30 》20 420
抗压 强度(MPa) 30min / 21.2 / / 23.3 / / 无强度
lh ,/ 32.1 20.5 26.5 34.5 22.2 26.8 无强度
ld 》22 51.8 53.4 53.2 53.2 58.1 54.0 25.0
28d 》70 85.5 102.4 92.4 86.7 106.4 97.5 73.0
流动性 初始 》260 360 380 390 360 380 390 290
30min 》230 / 320 / / 320 260
[0050] 以上检测结果表明: [0051] 1)凝结时间
[0052] 本发明的凝结时间可以根据工程实际施工需要调整,能够在满足施工时间的条件 下使凝结时间縮短至15分钟到1小时,相比普通灌浆料7-8小时(如:对照品420分钟), 大大减少了施工时等候的时间。 [0053] 2)强度
[0054] 本发明在30分钟〜1小时内抗压强度就能够达到普通灌浆料1天的要求20MPa 以上,从而满足了许多特殊工程的早期强度要求,使施工进度大大加快。 [0055] 3)流动性能
[0056] 本发明的流动性能很好,初始流动度达到360mm以上,大大超过标准要求的 260mm,可以满足许多长距离的自流平灌桨施工,从而避免灌桨空鼓现象,降低施工工艺要
6求。
[0057] 从以上检测指标看,本发明的凝结时间可以根据工程实际施工需要调整,能够在 满足施工时间的条件下使凝结时间縮短,大大减少施工中等候的时间。本发明的早期强度 可以跟据工程抢修需要调整,在30分钟〜1小时内就能够达到工程设计要求,提高工作效 率。本发明的流动性能很好,可以满足长距离的自流平灌浆施工。

Claims (10)

  1. 一种采用特种水泥制备的早强灌浆料,其特征在于,由以下组分按重量份混合而成:特种水泥38~50份,骨料46~55份,石膏4~10份,减水剂0.3~0.6份,促凝剂0.05~0.06份、缓凝剂0.02~0.03份、保水剂0.01~0.02份。
  2. 2. 根据权利要求1所述的采用特种水泥制备的超早强灌浆料,其特征在于,所述特种 水泥为标号达到62. 5#及以上,化学成份中Fe203含量3%以上的高铁硫铝酸盐水泥或硫铝 酸盐熟料粉。
  3. 3. 根据权利要求1所述的采用特种水泥制备的超早强灌浆料,其特征在于,骨料为多 粒级组配的机制石英砂,组配比例按重量份数为0. 2mm〜0. 4mm砂20〜30份,O. 4mm〜 0. 8mm砂40〜60份,0. 8mm〜2mm砂10〜20份。
  4. 4. 根据权利要求1或2或3所述的采用特种水泥制备的超早强灌浆料,其特征在于,石 膏为灼烧基中S03含量大于45X的天然硬石膏、天然混合石膏或二水石膏中的一种或几种 的混合。
  5. 5. 根据1至4任一权利要求所述的采用特种水泥制备的超早强灌浆料,其特征在于,减 水剂为磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂、含气量小于3%的聚羧酸减水剂,或两种减水剂按各 种比例复配使用。
  6. 6. 根据1至5任一权利要求所述的采用特种水泥制备的超早强灌浆料,其特征在于,促 凝剂为碳酸锂或氢氧化锂。
  7. 7. 根据l至6任一权利要求所述的采用特种水泥制备的超早强灌浆料,其特征在于,缓 凝剂为硼酸或柠檬酸。
  8. 8. 根据l至7任一权利要求所述的采用特种水泥制备的超早强灌浆料,其特征在于,保 水剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和木质纤维素中的一种或几种的混合。
  9. 9. 根据l至8任一权利要求所述的采用特种水泥制备的超早强灌浆料,其特征在于,其 中使用高铁硫铝酸盐水泥或硫铝酸盐熟料粉44〜50份,石英砂46份,且石英砂0. 2mm〜 0. 4mm、0. 4mm〜0. 8mm、0. 8mm〜2mm各粒级砂按重量比30、60、10份混合。
  10. 10. 根据1至8任一权利要求所述的采用特种水泥制备的超早强灌浆料,其特征在于, 其中使用高铁硫铝酸盐水泥或硫铝酸盐熟料粉38〜44. 5份,石英砂50〜55份,石膏5〜 8份。
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