CN102976699B

CN102976699B - 一种低温早强型桥梁支座锚固料及其制备方法

Info

Publication number: CN102976699B
Application number: CN201210565235.6A
Authority: CN
Inventors: 马保国; 朱艳超; 李海南; 胡迪; 韩磊; 谭洪波
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2032-12-24
Also published as: CN102976699A

Abstract

本发明涉及一种低温早强型桥梁支座锚固料，由下列组分按重量百分比配制而成：硫铝酸盐水泥38%~45%、膨胀剂2%~6%、超细硅灰1%~5%、石英砂40%~50%、减水剂0.5%~0.8%、增强剂0.5%~1%、调凝剂0.1%~0.4%、消泡剂0.02%~0.06%、防冻剂2%~5%、流态体积稳定剂0.04%~0.08%。将上述各组分均匀混合，加水进行搅拌，水料比为0.13~0.16，搅拌均匀后进行支座灌浆锚固。本发明适用于低温条件下桥梁支座锚固的快速施工，具有高流动性、超早强高强性、无收缩和防冻效果好等特点。

Description

一种低温早强型桥梁支座锚固料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种低温早强型桥梁支座锚固料，具体的讲，涉及一种在温度低于5℃并高于零下15℃条件下安装高速铁路和高速公路桥梁支座用膨胀早强型支座灌浆料，属水泥基灌浆材料技术领域。

背景技术

近年来，基础设施处于高速建设时期，尤其是高速铁路客运专线、高速公路和城市轻轨以迅猛的态势发展，因此在保证工程质量的同时对施工速率和提高基建工程的使用寿命提出了更高的要求。为了按时或超前完成工程施工，对基础设施所使用的材料提出了更高的要求，材料不仅要满足正常温度条件下的施工要求，还要满足低温甚至负温条件下的正常施工。在各种桥梁支座锚固的施工时，传统的支座锚固料需要采取预热、使用热水搅拌和灌浆后需用暖风机加热、使用岩棉包裹模具进行保温等复杂的工序才能达到早强的要求。

国内已有人提出了用于铁路桥梁支座灌浆的材料。中国专利CN 102173676A公开了一种无收缩水泥灌浆料，其特点是早强、高强、微膨胀、缩短工期等特点，但其负温条件下早期小时强度的抗压强度比偏低，且6小时才能达到20MPa以上。

温度在5℃和零下15℃之间的条件下，传统的灌浆锚固料强度增长慢，且出现干缩现象，导致后期强度下降，灌浆料在硬化前后体积变形大，容易出现沉降，导致填充不密实，影响荷载的传递和工程质量。而在高速铁路预制箱梁的铺架过程中，要求支座灌浆2小时后可以承受连续架梁的荷载，现有的灌浆料只能满足正常温度条件下2h承受荷载，而对于低温和负温条件下，不采取任何特殊措施在2h内强度达到20MPa的桥梁灌浆锚固料尚未有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高流动性、高强度、无收缩，且适用于低温环境施工不采取任何加热保温措施的超早强型桥梁支座锚固料。

本发明的技术方案是：一种低温早强型桥梁支座锚固料，其特征在于：其原料组成配比按重量计为：硫铝酸盐水泥38%~45%、膨胀剂2%~6%、超细硅灰1%~5%、石英砂40%~50%、减水剂0.5%~0.8%、增强剂0.5%~1%、调凝剂0.1%~0.4%、消泡剂0.02%~0.06%、防冻剂2%~5%、流态体积稳定剂0.04%~0.08%。

按上述方案，所述的硫铝酸盐水泥为快硬硫铝酸盐水泥，水泥经过气流磨进行粉磨处理，加工到比表面积为450~550m²/kg。

按上述方案，所述的膨胀剂为氧化镁类膨胀剂，其由菱镁矿在1100℃下煅烧45分钟制成。

按上述方案，所述的超细硅灰为比表面积不小于25000 m²/kg的微硅粉。

按上述方案，所述的石英砂粒径为0.2~2mm，细度模数为2.3。

按上述方案，所述的减水剂为三聚氰胺系减水剂。

按上述方案，所述的增强剂为甲酸钙。

按上述方案，所述的调凝剂为硼砂与硫酸铝按照2：1的重量比配制的混合物。

按上述方案，所述的消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂。

按上述方案，所述的防冻剂为烷基苯磺酸盐与尿素按照1：9的重量比配制的混合物。

按上述方案，所述的流态体积稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚与海带根按照2：3的重量比配制的混合物。

低温早强型桥梁支座锚固料的制备方法为：先按重量比称取各项原材料，原料组成配比按重量计为：硫铝酸盐水泥35%~45%、膨胀剂2%~6%、超细硅灰1%~5%、石英砂40%~50%、减水剂0.5%~0.8%、增强剂0.5%~1%、调凝剂0.1%~0.4%、消泡剂0.02%~0.06%、防冻剂2%~5%、流态体积稳定剂0.04%~0.08%；将膨胀剂、超细硅灰、减水剂、增强剂、调凝剂、消泡剂、防冻剂和流态体积稳定剂投入搅拌机中混合2~3分钟，再将石英砂投入搅拌机中混合2~3分钟，最后将硫铝酸盐水泥投入搅拌机中继续混合8~10分钟，包装成袋即可使用。

使用时，将本发明所制备的低温早强型桥梁支座锚固料按重量比加入13%~16%的水，采用机械搅拌机先慢速搅拌2min，再快速搅拌2min，使料浆均匀，即可进行锚固灌浆。

本发明的优点在于：（1）快硬硫铝酸盐水泥经气流磨处理，增大了比表面积，改善了硫铝酸盐水泥的性能，使其具有更好的低温适用性和耐久性；（2）采用流态体积稳定剂和膨胀剂，使浆体在硬化前后都具有良好的体积稳定性，在凝结硬化前，流态体积稳定剂使浆体无泌水，无沉降，充盈度好，可实现低温条件下均匀饱满灌浆，在凝结硬化后，膨胀剂补偿了干燥收缩，增强了硬化后的体积稳定性；（3）采用调凝剂调节浆体的凝结时间，使浆体具有合理的可操作性，便于施工灌浆；（4）采用增强剂和防冻剂，在低温条件下增加了砂浆的抗压和抗折强度，实现了低温负温条件下的快速施工；（5）采用超细硅灰和消泡剂，使材料浆体在硬化前后都具有良好的密实性，且表面光滑如镜，增强了美观效果。（6）材料整体具有良好的性能：低温环境下优良的可施工性：浆体初始流动度330mm以上，半小时流动度280mm以上；低温条件下超早强性能：在负温时不采取任何加热保温措施，浆体硬化后2h的抗压强度强度达到25MPa以上；后期也具有很高的抗压强度，28d可达75MPa以上，56d和90d强度不降低；施工方便，无需在灌浆前将材料预热，不需使用热水，灌浆后不需要吹暖风加热，也不需要采用岩棉包裹模版进行保温，低温施工工序简单方便。

具体实施方式

以下结合具体实例对本发明做进一步说明。

实施例1：

称取各原料：硫铝酸盐水泥40kg、膨胀剂6kg、超细硅灰1kg、石英砂49.24kg、减水剂0.8kg、增强剂0.5kg、调凝剂0.4kg、消泡剂0.02kg、防冻剂2kg、流态体积稳定剂0.04kg。将膨胀剂、硅灰、减水剂、增强剂、调凝剂、消泡剂、防冻剂和流态体积稳定剂投入搅拌机中混合2~3分钟，再将石英砂投入搅拌机中混合2~3分钟，最后将硫铝酸盐水泥投入搅拌机中继续混合8~10分钟，包装成袋即可。

分别介绍各物质所采用的具体物质，比如：

所述的硫铝酸盐水泥为快硬硫铝酸盐水泥，水泥经过气流磨进行粉磨处理，加工到比表面积为450~550m²/kg；所述的膨胀剂为氧化镁类膨胀剂，其由菱镁矿在1100℃下煅烧45分钟制成；所述的超细硅灰为比表面积不小于25000 m²/kg的微硅粉；所述的石英砂粒径为0.2~2mm，细度模数为2.3；所述的减水剂为苏州兴邦化学建材有限公司的SMF型三聚氰胺减水剂；所述的增强剂为甲酸钙；所述的调凝剂为硼砂与硫酸铝按照2：1的重量比配制的混合物；所述的消泡剂为巴斯夫（中国）有限公司的P803型消泡剂；所述的防冻剂为烷基苯磺酸盐与尿素按照1：9的重量比配制的混合物；所述的流态体积稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚与海带根按照2：3的重量比配制的混合物。

使用时加入13kg水，用搅拌机先慢速搅拌2min，再快速搅拌2min即可浇筑。

实施例2：

称取各原料：硫铝酸盐水泥45kg、膨胀剂5kg、超细硅灰2kg、石英砂43.82kg、减水剂0.7kg、增强剂0.6kg、调凝剂0.3kg、消泡剂0.03kg、防冻剂2.5kg、流态体积稳定剂0.05kg。将膨胀剂、硅灰、减水剂、增强剂、调凝剂、消泡剂、防冻剂和流态体积稳定剂投入搅拌机中混合2~3分钟，再将石英砂投入搅拌机中混合2~3分钟，最后将硫铝酸盐水泥投入搅拌机中继续混合8~10分钟，包装成袋即可。

使用时加入14kg水，用搅拌机先慢速搅拌2min，再快速搅拌2min即可浇筑。

实施例3：

称取各原料：硫铝酸盐水泥43kg、膨胀剂4kg、超细硅灰3kg、石英砂45.3kg、减水剂0.6kg、增强剂0.7kg、调凝剂0.3kg、消泡剂0.04kg、防冻剂3kg、流态体积稳定剂0.06kg。将膨胀剂、硅灰、减水剂、增强剂、调凝剂、消泡剂、防冻剂和流态体积稳定剂投入搅拌机中混合2~3分钟，再将石英砂投入搅拌机中混合2~3分钟，最后将硫铝酸盐水泥投入搅拌机中继续混合8~10分钟，包装成袋即可。

所述的硫铝酸盐水泥为快硬硫铝酸盐水泥，水泥经过气流磨进行粉磨处理，加工到比表面积为450~550m²/kg；所述的膨胀剂为氧化镁类膨胀剂，其由菱镁矿在1100℃下煅烧45分钟制成；所述的超细硅灰为比表面积不小于25000 m²/kg的微硅粉；所述的石英砂粒径为0.2~2mm，细度模数为2.3；所述的减水剂为巴斯夫（中国）有限公司的F10型三聚氰胺减水剂；所述的增强剂为甲酸钙；所述的调凝剂为硼砂与硫酸铝按照2：1的重量比配制的混合物；所述的消泡剂为巴斯夫（中国）有限公司的P803型消泡剂；所述的防冻剂为烷基苯磺酸盐与尿素按照1：9的重量比配制的混合物；所述的流态体积稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚与海带根按照2：3的重量比配制的混合物。

使用时加入15kg水，用搅拌机先慢速搅拌2min，再快速搅拌2min即可浇筑。

实施例4：

称取各原料：硫铝酸盐水泥38kg、膨胀剂3kg、超细硅灰4kg、石英砂49.28kg、减水剂0.5kg、增强剂0.9kg、调凝剂0.2kg、消泡剂0.05kg、防冻剂4kg、流态体积稳定剂0.07kg。将膨胀剂、硅灰、减水剂、增强剂、调凝剂、消泡剂、防冻剂和流态体积稳定剂投入搅拌机中混合2~3分钟，再将石英砂投入搅拌机中混合2~3分钟，最后将硫铝酸盐水泥投入搅拌机中继续混合8~10分钟，包装成袋即可。

使用时加入16kg水，用搅拌机先慢速搅拌2min，再快速搅拌2min即可浇筑。

实施例5：

称取各原料：硫铝酸盐水泥39kg、膨胀剂2kg、超细硅灰5kg、石英砂47.26kg、减水剂0.5kg、增强剂1kg、调凝剂0.1kg、消泡剂0.06kg、防冻剂5kg、流态体积稳定剂0.08kg。将膨胀剂、硅灰、减水剂、增强剂、调凝剂、消泡剂、防冻剂和流态体积稳定剂投入搅拌机中混合2~3分钟，再将石英砂投入搅拌机中混合2~3分钟，最后将硫铝酸盐水泥投入搅拌机中继续混合8~10分钟，包装成袋即可。

各实施例产品性能汇总结果如下表

Figure 2012105652356100002DEST_PATH_IMAGE002

。

Claims

1.一种低温早强型桥梁支座锚固料，其特征在于：其原料组成配比按重量计为：硫铝酸盐水泥38%~45%、膨胀剂2%~6%、超细硅灰1%~5%、石英砂40%~50%、减水剂0.5%~0.8%、增强剂0.5%~1%、调凝剂0.1%~0.4%、消泡剂0.02%~0.06%、防冻剂2%~5%、流态体积稳定剂0.04%~0.08%；

所述的膨胀剂为氧化镁类膨胀剂，其由菱镁矿在1100℃下煅烧45分钟制成；所述的超细硅灰为比表面积不小于25000 m²/kg的微硅粉；所述的减水剂为三聚氰胺系减水剂；所述的调凝剂为硼砂与硫酸铝按照2：1的重量比配制的混合物；所述的防冻剂为烷基苯磺酸盐与尿素按照1：9的重量比配制的混合物；所述的流态体积稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚与海带根按照2：3的重量比配制的混合物。

2.根据权利要求1所述的低温早强型桥梁支座锚固料，其特征在于：所述的硫铝酸盐水泥为快硬硫铝酸盐水泥，水泥经过气流磨进行粉磨处理，加工到比表面积为450~550m²/kg。

3.根据权利要求1所述的低温早强型桥梁支座锚固料，其特征在于：所述的石英砂粒径为0.2~2mm，细度模数为2.3。

4.根据权利要求1所述的低温早强型桥梁支座锚固料，其特征在于：所述的增强剂为甲酸钙。

5.根据权利要求1所述的低温早强型桥梁支座锚固料，其特征在于：所述的消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂。

6.权利要求1所述的低温早强型桥梁支座锚固料的制备方法，其特征在于：先按重量比称取各项原材料，原料组成配比按重量计为：硫铝酸盐水泥35%~45%、膨胀剂2%~6%、超细硅灰1%~5%、石英砂40%~50%、减水剂0.5%~0.8%、增强剂0.5%~1%、调凝剂0.1%~0.4%、消泡剂0.02%~0.06%、防冻剂2%~5%、流态体积稳定剂0.04%~0.08%；将膨胀剂、超细硅灰、减水剂、增强剂、调凝剂、消泡剂、防冻剂和流态体积稳定剂投入搅拌机中混合2~3分钟，再将石英砂投入搅拌机中混合2~3分钟，最后将硫铝酸盐水泥投入搅拌机中继续混合8~10分钟，包装成袋即可使用，所述的膨胀剂为氧化镁类膨胀剂，其由菱镁矿在1100℃下煅烧45分钟制成；所述的超细硅灰为比表面积不小于25000 m²/kg的微硅粉；所述的减水剂为三聚氰胺系减水剂；所述的调凝剂为硼砂与硫酸铝按照2：1的重量比配制的混合物；所述的防冻剂为烷基苯磺酸盐与尿素按照1：9的重量比配制的混合物；所述的流态体积稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚与海带根按照2：3的重量比配制的混合物。