CN103396057B - 一种预应力孔道压浆料及其压浆方法 - Google Patents

Abstract

一种预应力孔道压浆料及其压浆方法，所述孔道压浆料是由水泥、减水剂、缓凝剂、促凝剂、防冻剂、膨胀剂、活性矿物粉和矿物填料粉混合而成；所述孔道压浆方法是按原料的组成及其含量进行混合制得压浆料，后在搅拌机中按一定水与压浆料比先加水后加压浆料，并控制转速、时间、水温进行制浆，后立即进行压浆。本发明具有低水胶比、高流动性、无泌水的特点，在-5℃至＋5℃环境下不采取蒸养等保温措施，浆液终凝时间≤5h，28d强度≥50MPa，是一种节能环保型建筑材料。

Description

一种预应力孔道压浆料及其压浆方法

技术领域

本发明涉及一种预应力孔道压浆料及其压浆方法，进一步地说，是一种用于-5℃~＋5℃环境下预应力孔道压浆料及其压浆方法。

背景技术

预应力混凝土因其独特的经济技术优势而在桥梁结构中广泛应用，孔道压浆是预应力混凝土施工的关键工序，其主要作用：一是保护预应力钢绞线不外露使其免遭锈蚀；二是使预应力钢绞线与混凝土良好结合，保证预应力的有效传递，使预应力钢绞线与混凝土共同荷载；三是消除预应力混凝土结构在反复荷载作用下，由于应力变化对锚具造成的疲劳破坏，提高构件的可靠度和耐久性。

研究表明，压浆材料在5℃以下使用往往出现泌水严重、不能正常硬化和强度降低等弊病，甚至浆液冻胀导致梁体沿波纹管方向产生生长性裂纹，势必带来不可估量的安全隐患和经济损失。因此，《公路桥涵施工技术规范》 JTG/T F50-2011规定5℃以上可以压浆施工，低于5℃必须采取保温措施。在北方地区秋冬季压浆施工通常采取蒸养等保温方式，这一技术不仅提高了施工成本，同时能耗较大，施工质量得不到有效的保证。因此，迫切需要开发一种-5℃~＋5℃环境下预应力孔道压浆料，以避免在秋冬季采取其他保温措施进行施工具有实际应用价值。

现有预应力孔道压浆料应用较为广泛，孔道压浆料的专利较多，例如，公开号为CN102603238A公开了一种“膨胀剂、后张法预应力混凝土孔道压浆剂及压浆料”；再如，公开号为CN103030321A公开了一种“公路桥涵后张预应力混凝土梁专用压浆剂及其制备方法”，但大多是针对春夏季节施工的产品，对气温要求必须在5℃以上。否则会出现泌水严重、不能正常硬化和强度降低等不足，更为严重的是浆液冻胀导致梁体沿波纹管方向产生生长性裂纹，造成严重后果。

发明内容

本发明提供一种预应力孔道压浆料及其压浆方法，解决在-5℃~＋5℃环境条件下，使用后张预应力混凝土孔道压浆施工，存在的泌水严重、不能正常硬化和强度降低的问题，避免传统蒸养等保温方式所带来的施工周期长、成本高以及压浆质量得不到保障的不足，保证秋冬季压浆施工的正常进行。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

首先是一种预应力孔道压浆料，其所述孔道压浆料的原料组成及其含量按重量百分比如下：

水泥                      86~93%；

减水剂                    0.4~0.8%；

缓凝剂                    0.1~0.6%；

促凝剂                    0.01~0.06%；

防冻剂                    1~5%；

膨胀剂                    2.5~5.8%；

活性矿物粉                0.8~3.5%；

矿物填料粉                2~4%。

在上述技术方案中，进一步的附加技术特征如下：

所述孔道压浆料的原料组成及其含量按重量百分比进一步为：水泥90%；减水剂0.5%；缓凝剂0.4%；促凝剂0.04%；防冻剂2.0%；膨胀剂3.0%；活性矿物粉2.06%；矿物填料粉2.0%。

所述水泥是普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥中的一种或几种的混合。

所述减水剂是粉末聚羧酸减水剂和粉末萘系减水剂中的一种。

所述缓凝剂是酒石酸、柠檬酸和葡萄糖酸钠中的一种或几种的混合。

所述促凝剂是碳酸锂、氢氧化锂和甲酸钙中的一种或几种的混合。

所述防冻剂是亚硝酸钠、氯化钙、亚硝酸钙和尿素中的一种或几种的混合。

所述膨胀剂是CSA膨胀剂、ZY膨胀剂和UEA膨胀剂中的一种或几种的混合。

所述活性矿物粉是粉煤灰粉、硅灰粉和矿渣粉中的一种或几种的混合。

所述矿物填料粉是石英粉、石灰石粉和方解石粉中的一种或几种的混合。

一种如上述的预应力孔道压浆料的压浆方法，其所述压浆方法如下：

首先、按原料组成及其含量的重量百分比为：86~93%的水泥、0.4~0.8%的减水剂、0.1~0.6%的缓凝剂、0.01~0.06%的促凝剂、1~5%的防冻剂、2.5~5.8%的膨胀剂、0.8~3.5%的活性矿物粉和2~4%的矿物填料粉，进行混合均匀，制得压浆料；

其次、在搅拌机中，按水与压浆料比≤0.28，先加水后加压浆料，控制转速≥1000r/min，线速度为10~20m/s，搅拌时间≥5min，拌合水温度为30~50℃，进行搅拌制浆，制浆后立即进行压浆。

实现本发明上述所提供的一种预应力孔道压浆料及其压浆方法的技术方案，解决了孔道压浆料在-5℃~＋5℃的环境条件下，使用后张预应力混凝土孔道压浆施工，存在的泌水严重、不能正常硬化和强度降低的问题，避免了传统蒸养等保温方式所带来的施工周期长、成本高以及压浆质量得不到保障的不足，保证了秋冬季压浆施工的正常进行，与现有技术相比，其突出的实质性特点或显著进步如下：

一是现有的压浆料主要针对气温在5℃之上的环境使用，低于5℃必须采取保温措施。本发明解决了这一问题，可以在-5℃-＋5℃温度下使用，不需要进行任何保温措施，压浆料在低温具有的特性如浆液能够正常凝结、终凝时间≤5h、自由泌水率为0、无冻胀现象、28d强度≥50MPa。

二是现有的压浆料组成主要由普通硅酸盐水泥、活性矿物掺合料、减水剂和膨胀剂等组成。本发明的组成增加了硫铝酸盐水泥和矿物填料粉。     三是现有压浆料水胶比一般在0.33~0.4之间；而本发明水与压浆料的比≤0.28，流动度≤16s，保证浆液具有良好的工作性能。     四是现有压浆料的制浆机对转速没有任何要求，制浆机转速＜1000 r/min；而本发明要求使用转速≥1000r/min、线速度为10~20m/s的制浆机制浆，具有实际应用价值。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。

    实施本发明上述所提供的一种预应力孔道压浆料，其原料的组成包括水泥、减水剂、缓凝剂、促凝剂、防冻剂、膨胀剂、活性矿物粉和矿物填料粉。其中水泥所占重量百分比为86%~93%，减水剂所占重量百分比为0.4~0.8%，缓凝剂所占重量百分比为0.1~0.6%，促凝剂所占重量百分比为0.01~0.06%，防冻剂所占重量百分比为1~5%，膨胀剂所占重量百分比为2.5%~5.8%，活性矿物粉所占重量百分比为0.8%~3.5%，矿物填料粉所占重量百分比为2%~4%。

在上述实施方案中，对所实施的原料进一步说明如下：

所述水泥是采用普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥中的一种，或者是几种的混合物。在本发明中，采用P.O42.5普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥按照3﹕2的比例配合使用，效果较佳。

所述减水剂是采用粉末聚羧酸高效减水剂，或者是采用粉末萘系高效减水剂。在水胶比固定的情况下，高效减水剂是用以保证浆液具有较好的流动性，以保证浆料均匀性。

所述缓凝剂是采用硼酸、酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸钠中的一种，或者是几种的混合物。缓凝剂是用以保持浆液具有一定的流动度，为施工提供相对宽松的时间。

所述促凝剂是采用碳酸锂、氢氧化锂、甲酸钙中的一种，或者是几种的混合物。促凝剂使得浆液在较短时间终凝，避免冻胀，进而达到一定的强度。

所述防冻剂是采用亚硝酸钠、氯化钙、亚硝酸钙和尿素中的一种，或者是几种的混合物。防冻剂的使用是将水泥浆液中的自由水在-5~0℃时不结冰，以保证水泥水化反应的正常进行。

所述膨胀剂使采用CSA膨胀剂、ZY膨胀剂、UEA膨胀剂中的一种，或者是几种的混合物。膨胀剂有效的减少了水泥浆液硬化过程中的自身收缩，以保证孔道的饱满度。

所述活性矿物粉是采用粉煤灰、硅灰和磨细矿渣粉的一种，或者是几种的混合物。活性矿物粉替代部分水泥，以降低成本，同时以提高压浆浆液的性能。

所述矿物填料粉是采用石英粉、石灰石粉和方解石粉中的一种，或者是几种的混合物。矿物填料粉可以替代部分水泥，调整压浆料的颗粒级配，改善浆液的流动度和稳定性。矿物填料粉通常是市购1000~5000目的粉体。

实施本发明所提供的一种预应力孔道压浆料的制备方法，该制备方法是按原料组成及其含量的重量百分比为：86~93%的水泥、0.4~0.8%的减水剂、0.1~0.6%的缓凝剂、0.01~0.06%的促凝剂、1~5%的防冻剂、2.5~5.8%的膨胀剂、0.8~3.5%的活性矿物粉和2~4%的矿物填料粉，进行机械搅拌混合均匀，制得预应力孔道压浆料。

实施本发明所提供的一种预应力孔道压浆料的压浆方法，该压浆方法包括严格控制水与压浆料（胶）的比≤0.28，使用转速≥1000r/min、线速度为10~20m/s的搅拌机制浆，按照先加水后加压浆料的方式进行投料，搅拌时间≥5min，拌合水温控制在30~50℃之间。浆液制备完毕后，立即压浆。压浆过程尽量选择白天气温较高时段进行。

本发明上述实施的一种预应力孔道压浆料是一种后张法预应力混凝土梁孔道压浆料，在施工现场只需按比例与水搅拌均匀后即可用于孔道压浆，其水与胶（压浆料）比为≤0.28，流动度≤16s，浆料不分层不泌水，微膨胀，充盈度和体积稳定性好，现场施工方便，特别适用于秋冬季施工及需在较短时间内完成的工程。

经现场施工验证，本发明制得的压浆料及压浆方法达到了如下指标：

（1）-5℃~＋5℃环境下，浆液能够正常凝结，终凝时间≤5h。

（2）-5℃~＋5℃环境下，浆液28d强度≥50MPa。

（3）-5℃~＋5℃环境下，浆液水胶比≤0.28，流动度≤16s。

（4）-5℃~＋5℃环境下，浆液自由泌水率为0，无冻胀现象。

（5）＋5℃以上环境下，浆液强度能够正常增长，且不倒缩。

    下面通过具体实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。

实施例1

    现场施工，选取原料按下述比例混合均匀。

按水胶比为0.27，拌合水温为40℃，先加水后加压浆料，使用转速1440r/min、线速度15m/s的搅拌机制浆，搅拌5min后立即进行压浆，浆液技术指标见表1。

实施例2

    现场施工，原料按下述比例混合均匀。

按水胶比为0.27，拌合水温为40℃，先加水后加压浆料，使用转速1440r/min、线速度15m/s的搅拌机制浆，搅拌5min后立即进行压浆，浆液技术指标见表1。

实施例3

现场施工，原料按上述比例混合均匀。

按水胶比为0.27，拌合水温为40℃，先加水后加压浆料，使用转速1440r/min、线速度15m/s的搅拌机制浆，搅拌5min后立即进行压浆，浆液技术指标见表1。

实施例4

 现场施工，原料按上述比例混合均匀。

按水胶比为0.27，拌合水温为40℃，先加水后加压浆料，使用转速1440r/min、线速度15m/s的搅拌机制浆，搅拌5min后立即进行压浆，浆液技术指标见表1。

表1 实施例预应力孔道压浆料试验条件和技术指标

本发明并不局限于上述实施例，仅用上述实施例说明本发明的可行性，而非对其限制。上述实施例选择在最低温度（-5℃）下试验，并与市购压浆料进行对比试验，实施例的流动度、凝结时间、强度等各项技术指标均达到有关要求，而市购压浆料出现冻胀、强度过低等病害。在-5℃上述实施例能够达到发明效果，-5℃~＋5℃条件下使用效果更佳。

Claims (6)

1.一种预应力孔道压浆料，其所述孔道压浆料的原料组成及其含量按重量百分比如下：

水泥                      86~93%；

减水剂                    0.4~0.8%；

缓凝剂                    0.1~0.6%；

促凝剂                    0.01~0.06%；

防冻剂                    1~5%；

膨胀剂                    2.5~5.8%；

活性矿物粉                0.8~3.5%；

矿物填料粉                2~4%；

其中，所述缓凝剂是酒石酸、柠檬酸和葡萄糖酸钠中的一种或几种的混合；所述促凝剂是碳酸锂、氢氧化锂和甲酸钙的中的一种或几种的混合；所述防冻剂是亚硝酸钠、氯化钙、亚硝酸钙和尿素中的一种或几种的混合；所述活性矿物粉是粉煤灰粉、硅灰粉和矿渣粉中的一种或几种的混合；所述矿物填料粉是石英粉、石灰石粉和方解石粉中的一种或几种的混合。

2.如权利要求1所述的预应力孔道压浆料，其所述孔道压浆料的原料组成及其含量按重量百分比进一步选为：水泥90%；减水剂0.5%；缓凝剂0.4%；促凝剂0.04%；防冻剂2.0%；膨胀剂3.0%；活性矿物粉2.06%；矿物填料粉2.0%。

3.如权利要求1所述的预应力孔道压浆料，其所述水泥是硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥中的一种或几种的混合。

4.如权利要求1所述的预应力孔道压浆料，其所述减水剂是粉末聚羧酸减水剂和粉末萘系减水剂中的一种。

5.如权利要求1所述的预应力孔道压浆料，其所述膨胀剂是CSA膨胀剂、ZY膨胀剂和UEA膨胀剂中的一种或几种的混合。

6.一种如权利要求1所述的预应力孔道压浆料的压浆方法，其所述压浆方法是：

首先、按原料组成及其含量的重量百分比为：86~93%的水泥、0.4~0.8%的减水剂、0.1~0.6%的缓凝剂、0.01~0.06%的促凝剂、1~5%的防冻剂、2.5~5.8%的膨胀剂、0.8~3.5%的活性矿物粉和2~4%的矿物填料粉，进行混合均匀，制得压浆料；

其次、在搅拌机中，按水与压浆料比≤0.28，先加水后加压浆料，控制转速≥1000r/min，线速度为10~20m/s，搅拌时间≥5min，拌合水温度为30~50℃，进行搅拌制浆，制浆后在-5℃~5℃的条件下立即进行压浆。