CN101830665A - 一种水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其中，包括：聚羧酸系减水剂、羟乙基甲基纤维素醚、淀粉醚、聚乙烯醇纤维、超细矿渣粉、三聚磷酸钠、硫铝酸盐水泥熟料、脱硫石膏。采用上述方案，在水下灌注桩混凝土配制时掺加本发明的产品，不仅有效提高混凝土的絮凝性，改善了混凝土浇筑过程中的抗分散性能，而且这种混凝土后期强度增长效果明显，且具有一定的膨胀性，改善了桩身与土之间的摩擦力，提高了桩身的承载力。

Description

一种水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂及其使用方法。
背景技术
南方地区地基加固采用水下灌注桩的设计很多。水下灌注桩混凝土强度等级一般为C25-C40，具体设计时考虑到地下水流的影响，一般普遍将混凝土设计强度等级提高一个等级，如将C25的水下灌注桩混凝土按陆上C30进行设计配制。但长期的实践表明，即使将所浇注混凝土提高两个强度等级，水下灌注桩混凝土的质量仍难以保证，其原因是普通混凝土粘聚性差，受水流作用后很容易出现裹水、夹泥甚至断桩。根据本发明申请人的试验，陆上配制强度为C50的混凝土浇筑于0.5m水下后，28天抗压强度只有15-20MPa。
改善混凝土拌合物絮凝性，提高其在水流冲刷作用下的稳定性，保证所浇筑混凝土硬化后的强度和耐久性，是水下灌注桩混凝土工程的一项长期任务。
因此，现有技术有待于完善和发展。
发明内容
本发明所要解决的问题在于提供一种水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂及其使用方法，为水下灌注桩混凝土的浇注施工提供良好的技术保证。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其中，包括：聚羧酸系减水剂、羟乙基甲基纤维素醚、淀粉醚、聚乙烯醇纤维、超细矿渣粉、三聚磷酸钠、硫铝酸盐水泥熟料、脱硫石膏。
所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其中，各组分的重量比为：
聚羧酸系减水剂            100；
羟乙基甲基纤维素醚        30-120；
淀粉醚                    20-80；
聚乙烯醇纤维              800-1950；
超细矿渣粉                2000-6000；
三聚磷酸钠                10-70；
硫铝酸盐水泥熟料          400-3000；
脱硫石膏                  400-3000。
所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其中，各组分的重量比为：
聚羧酸系减水剂            100；
羟乙基甲基纤维素醚        40-100；
淀粉醚                    40-70；
聚乙烯醇纤维              1000-1600；
超细矿渣粉                2000-5000；
三聚磷酸钠                20-65；
硫铝酸盐水泥熟料          800-2500；
脱硫石膏                  400-2000。
所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其中，所述聚羧酸系减水剂的含水率小于4％。
所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其中，所述聚乙烯醇纤维直径小于60微米，长度9-16毫米。
所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其中，所述超细矿渣粉的比表面积大于600m2/Kg，MgO含量小于5％。
所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其中，所述硫铝酸盐水泥熟料比表面积大于250m2/Kg。
所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其中，所述脱硫石膏的
含水率小于1％，比表面积大于200m2/Kg，SO3含量大于40％。
所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂的使用方法，其中，将所述水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂以占胶凝材料总重量5％-8％的比例在混凝土料中掺加。
采用上述方案，本发明的产品在水下灌注桩混凝土配制时掺加，不仅有效提高混凝土的絮凝性，改善了混凝土浇筑过程中的抗分散性能，而且这种混凝土后期强度增长效果明显，且具有一定的膨胀性，改善了桩身与土之间的摩擦力，提高了桩身的承载力。
具体实施方式
本发明的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，由聚羧酸系减水剂、羟乙基甲基纤维素醚、淀粉醚、聚乙烯醇纤维、超细矿渣粉、三聚磷酸钠、硫铝酸盐水泥熟料、脱硫石膏组成，各组分的重量比为：
聚羧酸系减水剂            100
羟乙基甲基纤维素醚        30-120
淀粉醚                    20-80
聚乙烯醇纤维              800-1950
超细矿渣粉                2000-6000
三聚磷酸钠                10-70
硫铝酸盐水泥熟料          400-3000
脱硫石膏                  400-3000。
各组份较佳的重量比：
聚羧酸系减水剂            100
羟乙基甲基纤维素醚    40-100
淀粉醚                40-70
聚乙烯醇纤维          1000-1600
超细矿渣粉            2000-5000
三聚磷酸钠            20-65
硫铝酸盐水泥熟料      800-2500
脱硫石膏              400-2000。
本发明的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂不限于以上组分，根据实际需要，还可以加入其他组分。
本发明产品的制备方法是：按前述各重量比例称量各组份，将聚羧酸系减水剂、羟乙基甲基纤维素醚、淀粉醚、聚乙烯醇纤维、超细矿渣粉、三聚磷酸钠、硫铝酸盐水泥熟料、脱硫石膏通过物理机械混合，搅拌均匀，即得到本产品。
本发明中，聚羧酸系减水剂具有较好的流化作用，它的存在有助于改善混凝土拌合物的流动性，使混凝土浇注于水下后最大程度地填充于整个预钻孔空间，而且聚羧酸系减水剂相比于萘系减水剂、木质素磺酸盐减水剂，与羟乙基甲基纤维素醚和淀粉醚等增粘组分具有更好的适应性。
羟乙基甲基纤维素醚和淀粉醚作为高效的絮凝剂，可将水泥颗粒、集料颗粒通过吸附和桥架作用相连，从而使混凝土拌合物浇筑过程中，水泥与水泥、水泥与集料协同下沉和密实，抵抗预钻孔中水流的冲刷。羟乙基甲基纤维素醚与淀粉醚复合使用时，增粘保水的效率更高。
聚乙烯醇纤维的存在也有助于改善混凝土拌合物的内聚力，而且使混凝土拌合物硬化后干燥过程不致产生裂缝。
超细矿渣粉有助于改善混凝土的粘聚性，而且具有极好的火山灰活性，能参与水泥的水化反应，有助于提高水下灌注桩混凝土的强度、密实性和耐久性。
三聚磷酸钠有助于改善掺聚羧酸系减水剂和硫铝酸盐水泥熟料的混凝土的流动性保持性，使混凝土良好的流动性可保持1.5小时以上，这种混凝土在运输和浇注过程中流动性保持良好，可保证浇筑质量。
硫铝酸盐水泥熟料和脱硫石膏一起，组成膨胀源，可在水泥水化过程中，产生一定的体积膨胀，提高灌注桩与土基的摩阻力。作为电场脱硫副产品，脱硫石膏还可激发超细矿渣粉的潜在水硬性，使超细矿渣粉尽快发挥活性，有助于混凝土强度的提高。
本发明中，聚羧酸系减水剂为白色至浅黄色粉状物，含水率小于4％；聚乙烯醇纤维直径小于60微米，长度9-16毫米；超细矿渣粉的比表面积大于600m2/Kg，MgO含量小于5％；硫铝酸盐水泥熟料比表面积大于250m2/Kg；脱硫石膏的含水率小于1％，比表面积大于200m2/Kg，SO3含量大于40％。
本发明产品为浅黄色粉末物质(其中含有细小纤维)。在混凝土中掺加占胶凝材料总重量为5％-8％的该产品，可以配制出坍落度大于18cm，坍扩度大于45cm，1.5小时内流动性基本不损失，抗压强度等级为C25-C40，水陆强度比为85％以上的高性能水下灌注桩混凝土。本发明成果可广泛适用于水下灌注桩混凝土的配制。
下面，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
实施例1
水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂按下列重量比配制而成：聚羧酸系减水剂100、羟乙基甲基纤维素醚40、淀粉醚40、聚乙烯醇纤维1600、超细矿渣粉2000、三聚磷酸钠20、硫铝酸盐水泥熟料800、脱硫石膏400。
按胶凝材料质量的8％掺加该抗分散增强剂，可使混凝土的坍落度达到24cm，坍扩度达到62cm，流动性保持1小时40分不损失，水陆强度比达90％，水中14天膨胀率达0.010％，抗渗等级达P12。
实施例2
水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂按下列重量比配制而成：聚羧酸系减水剂100、羟乙基甲基纤维素醚100、淀粉醚70、聚乙烯醇纤维1000、超细矿渣粉5000、三聚磷酸钠65、硫铝酸盐水泥熟料2500、脱硫石膏2000。
按胶凝材料质量的5％掺加该抗分散增强剂，可使混凝土的坍落度达到22cm，坍扩度达到55cm，流动性保持1小时30分不损失，水陆强度比达94％，水中14天膨胀率达0.020％，抗渗等级达P14。
实施例3
水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂按下列重量比配制而成：聚羧酸系减水剂100、羟乙基甲基纤维素醚80、淀粉醚60、聚乙烯醇纤维1400、超细矿渣粉4000、三聚磷酸钠40、硫铝酸盐水泥熟料2000、脱硫石膏1600。
按胶凝材料质量的6％掺加该抗分散增强剂，可使混凝土的坍落度达到24cm，坍扩度达到60cm，流动性保持1小时50分不损失，水陆强度比达92％，水中14天膨胀率达0.018％，抗渗等级达P13。
实施例4
水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂按下列重量比配制而成：聚羧酸系减水剂100、羟乙基甲基纤维素醚100、淀粉醚50、聚乙烯醇纤维1200、超细矿渣粉3000、三聚磷酸钠50、硫铝酸盐水泥熟料800、脱硫石膏1100。
按胶凝材料质量的7％掺加该抗分散增强剂，可使混凝土的坍落度达到23cm，坍扩度达到62cm，流动性保持2小时不损失，水陆强度比达95％，水中14天膨胀率达0.019％，抗渗等级达P15。
如实施例中所述，采用本发明成果可提高水下灌注桩混凝土的整体性能，从根本上保证水下灌注桩的施工质量和耐久性。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其特征在于，包括：聚羧酸系减水剂、羟乙基甲基纤维素醚、淀粉醚、聚乙烯醇纤维、超细矿渣粉、三聚磷酸钠、硫铝酸盐水泥熟料、脱硫石膏。
2.根据权利要求1所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其特征在于，各组分的重量比为：
聚羧酸系减水剂        100；
羟乙基甲基纤维素醚    30-120；
淀粉醚                20-80；
聚乙烯醇纤维          800-1950；
超细矿渣粉            2000-6000；
三聚磷酸钠            10-70；
硫铝酸盐水泥熟料      400-3000；
脱硫石膏              400-3000。
3.根据权利要求2所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其特征在于，各组分的重量比为：
聚羧酸系减水剂            100；
羟乙基甲基纤维素醚        40-100；
淀粉醚                    40-70；
聚乙烯醇纤维              1000-1600；
超细矿渣粉                2000-5000；
三聚磷酸钠                20-65；
硫铝酸盐水泥熟料          800-2500；
脱硫石膏                  400-2000。
4.根据权利要求1～3任一所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其特征在于，所述聚羧酸系减水剂的含水率小于4％。
5.根据权利要求1～3任一所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其特征在于，所述聚乙烯醇纤维的直径小于60微米，长度9-16毫米。
6.根据权利要求1～3任一所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其特征在于，所述超细矿渣粉的比表面积大于600m2/Kg，MgO含量小于5％。
7.根据权利要求1～3任一所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥熟料的比表面积大于250m2/Kg。
8.根据权利要求1～3任一所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂，其特征在于，所述脱硫石膏的含水率小于1％，比表面积大于200m2/Kg，SO3含量大于40％。
9.根据权利要求1～3任一所述的水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂的使用方法，其特征在于，将所述水下灌注桩混凝土用抗分散增强剂以占混凝土料中胶凝材料总重量5％-8％的比例在配制混凝土料时掺加。
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