CN102351492B - 一种机制砂微膨胀高早强灌浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机制砂微膨胀高早强灌浆料及其制备方法。灌浆料由下列重量百分比的原料组成，机制砂40-55%、普通硅酸盐水泥40-55%、膨胀减缩组分1-5%、增强组分1-5%；所述膨胀减缩组分为高铝水泥与硬石膏按0.5-1.5:1的重量比复配而成，增强组分为聚羧酸减水剂干粉与硅灰按0.05-0.15:1的重量比混合而成；制备时将上述组分进行两级干混，即制成本发明的灌浆料。本发明解决了机制砂在灌浆料生产中难以大掺量利用的问题，产品具有早期强度高、微膨胀无收缩等优异性能，生产工艺简单，成本低廉，并且无二次污染，可广泛用于地脚螺栓锚固、栽埋钢筋、设备的二次灌浆以及建筑物的梁、板、柱和地坪的补强加固等方面，应用范围较广。

Description

一种机制砂微膨胀高早强灌浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种机制砂灌浆料，特别涉及一种机制砂微膨胀高早强灌浆料及其制备方法。

背景技术

目前，国内外已普遍将具有高早强无收缩等功能的灌浆料应用于机械设备安装和加固修补工程中。在灌浆料应用方面，已从传统的用于机械设备安装的二次灌浆发展到用于混凝土结构的加固修补等方面，并取得了良好效果。

高强无收缩灌浆料是一种新型的灌浆材料，根据胶凝材料的不同，可分为水泥基灌浆料、树脂基灌浆料和复合灌浆料，其中以水泥基灌浆料的应用最为广泛和成熟。水泥基灌浆料主要由水泥基胶凝材料、膨胀材料、外加剂和细集料等组成，主要应用于机器设备安装的座浆和二次灌浆、螺栓锚固，以及建筑物或构筑物缺陷部位的修复、电力设备基础应急加固和补强、楼板灌缝和抢修抢建工程等。具体施工步骤为：1）清理待加固或补强部位；2）将灌浆料干混料按比例加水拌合；3）将拌合的灌浆料灌入设备地脚螺栓、后张法预应力混凝土结构孔道等结构孔中，待其浆体自行流淌、密实填充于结构孔洞中；4）养护测试。根据GB/T50448-2008水泥基灌浆材料应用技术规范的规定，高强无收缩灌浆料根据流动度划分为四个等级，分别为I、II、III、IV类，其主要技术指标主要有流动度、竖向膨胀率、1d、3d和28d强度、对钢筋的锈蚀作用以及泌水率等指标。实践证明，高强无收缩灌浆料适用于处理设备基础、建筑及桥梁混凝土结构缺陷的修复等方面，近十几年来已被我国建筑业广泛应用于各类建筑加固、改造与维修中，被工业企业广泛用于设备的基础安装中。

传统灌浆料多采用石英砂、河砂及黄砂等作为细集料，目前此类砂价格较高，并且河砂等天然资源的无限制开采不利于自然环境保护，生产成本难以控制。如果采用机制砂进行灌浆料生产，则有利于河砂匮乏而机制砂丰富的区域内企业进行大批量生产，并且无需进行远程运输，从而节约生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：提供一种低成本、微膨胀、高早强灌浆材料及其制备方法。

本发明的技术方案是：

一种机制砂微膨胀高早强灌浆料，由下列重量百分比的原料组成，机制砂40-55%、普通硅酸盐水泥40-55%、膨胀减缩组分1-5%、增强组分1-5%；所述膨胀减缩组分为高铝水泥与硬石膏按重量0.5-1.5:1的比例混合而成，增强组分为聚羧酸减水剂干粉与硅灰按重量0.05-0.15:1的比例混合而成。

所述机制砂的MB值＜1.4，石粉含量小于5.0%，泥块含量小于1.0%，含水率小于3%。

所述普通硅酸盐水泥的强度等级为42.5，勃氏比表面积为350-400m²/Kg。

所述高铝水泥的强度等级为42.5，氧化铝含量为50-65％；所述硬石膏的CaSO₄含量为90％以上。

所述硅灰中SiO₂含量为80%以上，比表面积为200000cm²/g以上；聚羧酸减水剂干粉的减水率为30-40%。

所述机制砂微膨胀高早强灌浆料的制备方法，包括如下步骤：

（1）机制砂的预处理：选用符合要求的机制砂，烘干至含水率小于3%，备用；

（2）一级干混：按配比将机制砂、普通硅酸盐水泥混合，进行一级干混10-15min，得到混合料A；

（3）将膨胀减缩组分和增强组分按配比分别进行复配，膨胀减缩组分和增强组分混合后得到混合料B；

（4）二级干混：将混合料A、B混合，进行二级干混15-20min，即得到机制砂微膨胀高早强灌浆料。

本发明的积极有益效果：  

（1）本发明的灌浆料具有早强、高强的特点，初凝时间＞2h，终凝时间＜8h。早期强度高，特别是1天和3天强度较高，1天强度达30MPa以上，3天强度达45MPa以上，成分中不采用化学膨胀剂作为补缩源，产品具有可操作时间长、流动性好、微膨胀的特点。

（2）本发明的灌浆料还具有下述优点：

产品的自流态：使用时，只需按要求加水（一般水与灌浆料干混料的重量比为0.13-0.15：1），搅拌后，直接灌入设备基础，不需振捣便可填充设备基础间的全部间隙。产品的微膨胀性：产品可产生适度膨胀，以保证设备底面与基础紧密接触，无收缩性。产品的高耐久性：产品抗油、水渗透力强，抗冻性能好。产品的界面结合度较高，新增界面之间不会出现明显的滑移现象。

（3）本发明采用机制砂制备微膨胀高早强灌浆料，解决了机制砂在灌浆料生产中难以大掺量利用的问题。本发明的灌浆料可广泛用于地脚螺栓锚固、栽埋钢筋、灌浆层厚度30-200mm设备的二次灌浆以及建筑物的梁、板、柱和地坪的补强加固等方面。

（4）本发明适用于河砂等天然资源匮乏区域水泥基灌浆料的生产，采用机制砂代替河沙大大降低了生产成本和部分区域资源受限的难题。本发明原料资源丰富，主要组分廉价易得，成本低廉。产品具有早期强度高、微膨胀无收缩等优异性能，生产过程工艺简单，设备安装完毕1天后即可运行生产，并且无二次环境污染，具有较好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明，但本发明不仅仅局限于下面实施例的内容，不应理解为对本发明的进一步限定。

实施例一：一种机制砂微膨胀高早强灌浆料及其制备方法

（一）原料组成：由下列重量百分比的原料组成，机制砂45%、普通硅酸盐水泥50%、膨胀减缩组分2%、增强组分3%。其中膨胀减缩组分由高铝水泥与硬石膏按重量比0.5:1的比例复配，增强组分由聚羧酸减水剂干粉与硅灰按重量比0.05:1的比例复配而成。

原料要求：

机制砂：MB值＜1.4，石粉含量小于5.0%，泥块含量小于1.0%，含水率小于3%；

普通硅酸盐水泥：强度等级为42.5，勃氏比表面积为350-400m²/Kg；

高铝水泥：强度等级为42.5，氧化铝含量50％以上；

硬石膏：CaSO₄含量90％以上；

硅灰：SiO₂含量80%以上，比表面积为200000cm²/g（BET法）以上；

聚羧酸减水剂干粉：要求减水率30%以上。

（二）机制砂微膨胀高早强灌浆料的制备方法，包括如下步骤：

（1）机制砂的预处理：选用符合要求的市售机制砂，将其烘干至含水率小于3%，备用；

（2）一级干混：按配比将机制砂、普通硅酸盐水泥混合，一级干混10-15min，得到混合料A；

（3）将膨胀减缩组分和增强组分按配比分别进行复配，膨胀减缩组分和增强组分混合后得到混合料B；

（4）二级干混：将混合料A、B混合，二级干混15-20min；检验、包装，即得到机制砂微膨胀高早强灌浆料产品。

实施例二：同实施例一相同之处不再叙述，不同之处在于：

原料组成：机制砂50%、普通硅酸盐水泥45%、膨胀减缩组分3%、增强组分2%。其中膨胀减缩组分中高铝水泥与硬石膏的重量比1:1；增强组分中聚羧酸减水剂干粉与硅灰的重量比为0.1:1。

制备方法：一级干混时间15min，二级干混时间15min。

实施例三：同实施例一相同之处不再叙述，不同之处在于：

原料组成：机制砂55%、普通硅酸盐水泥40%、膨胀减缩组分2%、增强组分3%。膨胀减缩组分高铝水泥与硬石膏的重量比1.5:1；增强组分聚羧酸减水剂干粉与硅灰的重量比为0.15:1。

制备方法：一级干混时间10min，二级干混时间20min。

实施例四：同实施例一相同之处不再叙述，不同之处在于：

原料组成：机制砂50%、普通硅酸盐水泥40%、膨胀减缩组分5%、增强组分5%。膨胀减缩组分高铝水泥与硬石膏的重量比1.5:1；增强组分聚羧酸减水剂干粉与硅灰的重量比为0.1:1。

制备方法：一级干混时间15min，二级干混时间15min。

实施例五：同实施例一相同之处不再叙述，不同之处在于：

原料组成：机制砂40%、普通硅酸盐水泥50%、膨胀减缩组分5%、增强组分5%。膨胀减缩组分高铝水泥与硬石膏的重量比1:1；增强组分聚羧酸减水剂干粉与硅灰的重量比为0.15:1。

制备方法：一级干混时间10min，二级干混时间20min。

以上各实施的原料组成参见表1，产品性能参见表2。

表1 各实施例中组分的重量百分比组成

表2 各实施例中产品的性能指标

注：使用时水与本发明产品灌浆料干粉的重量比均为0.13-0.15：1。

Claims (6)

1.一种机制砂微膨胀高早强灌浆料，其特征在于：由下列重量百分比的原料组成，机制砂40-55%、普通硅酸盐水泥40-55%、膨胀减缩组分1-5%、增强组分1-5%；所述膨胀减缩组分为高铝水泥与硬石膏按重量0.5-1.5:1的比例混合而成，增强组分为聚羧酸减水剂干粉与硅灰按重量0.05-0.15:1的比例混合而成。

2.根据权利要求1所述的灌浆料，其特征在于：所述机制砂的MB值＜1.4，石粉含量小于5.0%，泥块含量小于1.0%，含水率小于3%。

3.根据权利要求1所述的灌浆料，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥的强度等级为42.5，勃氏比表面积为350-400m²/Kg。

4.根据权利要求1所述的灌浆料，其特征在于：所述高铝水泥的强度等级为42.5，氧化铝含量为50-65％；所述硬石膏的CaSO₄含量为90％以上。

5.根据权利要求1所述的灌浆料，其特征在于：所述硅灰中SiO₂含量为80%以上，比表面积为200000cm²/g以上；聚羧酸减水剂干粉的减水率为30-40%。

6. 权利要求1-5任一项所述机制砂微膨胀高早强灌浆料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

（1）机制砂的预处理：选用符合要求的机制砂，烘干至含水率小于3%，备用；

（2）一级干混：按配比将机制砂、普通硅酸盐水泥混合，进行一级干混10-15min，得到混合料A；

（3）将膨胀减缩组分和增强组分按配比分别进行复配，膨胀减缩组分和增强组分混合后得到混合料B；

（4）二级干混：将混合料A、B混合，进行二级干混15-20min，即得到机制砂微膨胀高早强灌浆料。