CN102381863B - 一种非水泥基无机锚固植筋胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非水泥基无机锚固植筋胶及其制备方法。本发明非水泥基无机锚固植筋胶的制备方法包括步骤：将矿渣粉、偏高岭土粉、粉煤灰、重钙粉、石英砂、膨胀剂中等粉料的一种或几种混合均匀；将硅酸钠溶液、磷酸钠溶液、氢氧化钠溶液和水等混合而成乳液；然后以质量份数计，取三份植筋胶粉体和一份乳液搅拌均匀而成。本发明所述非水泥基无机锚固植筋胶具有早强、高强、体积稳定、耐久性好、耐高温等优点，对钢筋握裹力大，锚固强度高，抗震、抗冲击及耐疲劳性能优良；可以广泛应用于工程的围岩锚固，设备基础植筋，建筑结构植筋，以及水利，水电，道路，桥梁，隧道等工程的钢筋锚固等。

Description

一种非水泥基无机锚固植筋胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑用的锚固材料，特别是涉及一种非水泥基无机锚固植筋胶及其制备方法。
背景技术
锚固植筋胶属于建筑结构胶类，从材料组成上锚固植筋胶可分为有机型植筋胶和无机型植筋胶。目前市场上常用的植筋胶为有机型植筋胶。
目前常用的有机型植筋胶有两大类，一类是以JGN建筑结构胶为代表的环氧树脂型植筋胶，另一种是以喜利得系列结构胶为代表的聚氨基甲酸脂高性能树脂胶。有机植筋胶有它显著的优点，比如早期强度高、发展成熟等，但有机植筋胶也有它难以克服的缺点，如：
(1)与混凝土的弹性模量相差太大、耐湿热性能差、易老化、有毒性、价格高等理化性质缺陷；
(2)施工条件要求严，不能在太低或者太高温下施工。在低温下不易固化；在高温下容易变性，在施工现场很难实现先植后焊工艺，增大了施工的难度等。
(3)使用温度范围窄，不能在太低或者太高温度下施工和使用。如在低温(0℃及以下温度)条件下使用，容易变脆；如在高温(100℃及以上温度)条件下长期使用，容易变性，会出现力学性能下降的问题；
由此，无机型锚固植筋胶应运而生，目前市场上的无机型植筋胶绝大部分为水泥基无机植筋胶，这种胶主要由硅酸盐类无机化合物组成，具有耐高温、不老化、与混凝土弹性模量相近等优点，但同时也有很多显而易见的缺陷阻碍了无机型植筋胶的发展及工程应用，如：无机型植筋胶达到一定的强度需要较长的时间；无机型植筋胶的总体强度还不高，约束拉拔条件下胶粘剂粘结钢筋与基材混凝土的粘结强度达不到GB50367-2006《混凝土结构加固设计规范》中对植筋胶的性能要求；要达到符合设计要求的承载力，水泥基的植筋胶的植筋深度多大到15d左右，当遇到混凝土墙体或混凝土板结构时而基本不能应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低，性能满足GB50367《混凝土结构加固设计规范》中规定的A级植筋胶要求的非水泥基无机锚固植筋胶。
本发明的另一目的在于提供一种非水泥基无机锚固植筋的制备方法。
本发明提出的无机锚固植筋胶由粉料和乳液两组分混合制成，其中按重量份数计，粉料组份包括下述重量份的原料：偏高岭土：10～20份，矿渣微粉：3～8份，粉煤灰：0～8份，重质碳酸钙：5～15份，石英砂：30～80份，膨胀剂：0～2份；乳液组分包括下述重量份原料：硅酸钠溶液：40～60份，磷酸钠溶液：0～10份，氢氧化钠：2～10份，水：10～20份，高效减水剂：0～3份。
所述的偏高岭土为高岭土粉体经过600℃～900℃煅烧20～50min制得的细粉；
所述重质碳酸钙为80～200目粉体；
所述石英砂为80～400目粉体。
本发明的制备方法包括如下步骤：
1)将偏高岭土、矿渣微粉、粉煤灰、水泥、重质碳酸钙和石英砂按合适比例混合，在干粉搅拌机中混合15～30min后包装待用；
2)将硅酸钠溶液、磷酸钠溶液、氢氧化钠、高效减水剂、水中的一种或几种搅拌均匀并静置至澄清，称量包装待用；
3)将粉料与乳液的按3∶1的比例搅拌混合均匀至浆体即得。
本发明在充分借鉴现有植筋胶产品的优缺点后，通过合理组分配方配制，制备出了一种非水泥基无机锚固植筋胶，具有如下优点：
1)在基础混凝土强度为C30、Φ25三级螺纹钢筋、植筋深度L＝150mm条件下，7d龄期的约束拉拔条件下，胶粘剂粘结钢筋与基材混凝土的粘结强度可达12.0～19.0MPa，性能指标符合GB50367-2006《混凝土结构加固设计规范》中A级植筋胶的性能要求；
2)具有早强、高强、体积稳定、耐久性优良、耐高温等性能特点，对钢筋握裹力大，锚固强度高，抗震、抗冲击及耐疲劳性能优良；
3)可在低温条件下实现固化、在高温条件下可长期使用，能够实现结构加固工程的先植后焊工序，也可用于有机类植筋胶不适用的高温环境条件下的植筋，如高温烟囱等；
4)与混凝土变形性能相当，使锚固结构的整体工作性能优异，可以广泛应用于工程的围岩锚固，设备基础植筋，建筑结构植筋，以及水利，水电，道路，桥梁，隧道，码头等工程的钢筋锚固等。
具体实施方式
本发明非水泥基无机锚固植筋胶原料配方的偏高岭土为高岭土粉体经过600℃～900℃煅烧20～50min制得的细粉；所述重质碳酸钙为80～200目粉体；所述石英砂为80～400目粉体。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施方式并不限于此。以下实施例中的份皆为重量份，其单位可以是g、kg等。
实施例1
将10份偏高岭土，3份矿渣微粉，5份粉煤灰，15份重质碳酸钙，50份石英砂，2份膨胀剂于搅拌机中混合15min，包装待用；将60份硅酸钠溶液，2份工业烧碱，20份水，高效减水剂1份混合均匀并静置至乳液澄清，包装待用；将包装好的乳液加入粉料中，用手持式搅拌机搅拌5min，至植筋胶粉料与乳液混合均匀成流动性的粘性浆体后即可施工。
实施例2
将20份偏高岭土，8份矿渣微粉，5份重质碳酸钙，80份石英砂，1份膨胀剂于搅拌机中混合30min，包装待用；将60份工业硅酸钠，10份工业烧碱，10份水混合均匀并静置至乳液澄清，包装待用；将包装好的乳液加入粉料中，用用手持式搅拌机搅拌5min，至植筋胶粉料与乳液混合均匀成流动性的粘性浆体即可施工。
实施例3
将15份偏高岭土，3份矿渣微粉，2份粉煤灰，10份重质碳酸钙，70份石英砂，于搅拌机中混合30min，包装待用；将40份硅酸钠溶液，8份磷酸钠溶液，8份工业烧碱，11份水，1份外加剂(高效减水剂)混合均匀后包装待用；将包装好的乳液加入粉料中，用手持式搅拌机搅拌5min，至植筋胶粉料与乳液混合均匀成流动性的粘性浆体即得。
实施例4
将15份偏高岭土，5份矿渣微粉，15份重质碳酸钙，70份石英砂，于搅拌机中混合30min，包装待用；将40份硅酸钠溶液，8份工业烧碱，11份水，3份高效减水剂混合均匀后包装待用；将包装好的乳液加入粉料中，用手持式搅拌机搅拌5min，至植筋胶粉料与乳液混合均匀成流动性的粘性浆体即得。
实施例5
将20份偏高岭土，3份矿渣微粉，5份粉煤灰，5份重质碳酸钙，30份石英砂，于搅拌机中混合30min，包装待用；将40份硅酸钠溶液，10份磷酸钠溶液，8份工业烧碱，11份水，1份外加剂(高效减水剂)混合均匀后包装待用；将包装好的乳液加入粉料中，用手持式搅拌机搅拌5min，至植筋胶粉料与乳液混合均匀成流动性的粘性浆体即得。
实施例6
将10份偏高岭土，8份矿渣微粉，8份粉煤灰，7份重质碳酸钙，80份石英砂，于搅拌机中混合30min，包装待用；将50份硅酸钠溶液，10份磷酸钠溶液，2份工业烧碱，20份水，3份外加剂混合均匀后包装待用；将包装好的乳液加入粉料中，用手持式搅拌机搅拌5min，至植筋胶粉料与乳液混合均匀成流动性的粘性浆体即得。
本发明上述实施例1-6中制备出的非水泥基无机锚固植筋胶产品，按GB50367-2006《混凝土结构加固设计规范》约束拉拔条件下，胶粘剂粘结钢筋与基材混凝土的粘结性能测试如下表1和2所示。
表1实施例1-3的粘结性能测试
Figure BDA0000077923960000041
表2实施例4-6的粘结性能测试
Figure BDA0000077923960000051
综上所述，本发明所述非水泥基无机锚固植筋胶具有早强、高强、体积稳定、耐久性好、耐高温等优点，对钢筋握裹力大，锚固强度高，抗震、抗冲击及耐疲劳性能优良；可在低温条件下实现固化、在高温条件下可长期使用、能够实现结构加固工程的先植后焊工序；与混凝土变形性能相当，使锚固结构的整体工作性能优异，可以广泛应用于工程的围岩锚固，设备基础植筋，建筑结构植筋，以及水利，水电，道路，桥梁，隧道等工程的钢筋锚固等。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种非水泥基无机锚固植筋胶，其特征在于：所述非水泥基无机锚固植筋胶是由粉料和乳液混合制成；所述粉料和乳液的重量比为：10：3～1；所述粉料是由以下重量份配比的各组分配制而成：
偏高岭土10～20份
矿渣微粉3～8份
粉煤灰0～8份
重质碳酸钙5～15份
石英砂30～80份
膨胀剂0～2份；
所述乳液由以下各组分的重量份配比配制而成：
硅酸钠溶液：40～60份
磷酸钠溶液：0～10份
氢氧化钠：2～10份
水：10～20份
减水剂：0～3份。
2.根据权利要求1所述的非水泥基无机锚固植筋胶，其特征在于：所述植筋胶所用的偏高岭土为高岭土粉体经过600℃～900℃脱去结构水而制得的细粉。
3.根据权利要求1所述的非水泥基无机锚固植筋胶，其特征在于：所述重质碳酸钙为80～200目粉体；所述石英砂为粒径为40～400目。
4.一种非水泥基无机锚固植筋胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将偏高岭土、矿渣微粉、粉煤灰、重质碳酸钙和石英砂按权利要求1所述的比例混合，在干粉搅拌机中混合15～30min后制成粉料，包装待用；
2）按权利要求1所述配比制成乳液，并静置至澄清，称量包装待用；
3）将上述粉料与上述乳液按重量百分比为3：1的比例搅拌混合均匀至浆体即得。
5.根据权利要求4所述的非水泥基无机锚固植筋胶的制备方法，其特征在于：步骤1）中，还可以加入0～2份的膨胀剂组分。
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