CN103787600B - 一种地基注入用水泥组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地基注入用水泥组合物，所述组合物包括水泥熟料26－30重量份，高炉炉渣微粉末65－69重量份，硫酸钙1.0－1.1重量份，0.1－0.5重量份的改性剂，所述改性剂为下述式I化合物。其中所述水泥熟料的化学组成为：SiO₂为22－28重量份，Fe₂O₃为3－5重量份，Al₂O₃为3－4重量份，CaO为65－70重量份，MgO为6－7重量份。本发明水泥以及混凝土配方简单，原料容易得到，成本低，配制使用方便，可防止干燥收缩，具有很高的抗压强度，可以改善水泥混凝土综合性能的特点。

Description

一种地基注入用水泥组合物

技术领域

本发明涉及地基注入用水硬性水泥组合物以及使用该组合物的地基改良方法。

背景技术

水泥可细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料。

水泥的种类很多，按其用途和性能可分为通用水泥、专用水泥及特性水泥三大类。通用水泥为用于大最土木建筑工程一般用途的水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。专用水泥是指有专门用途的水泥。如油井水泥、大坝水泥、砌筑水泥等。特性水泥是某种性能比较突出的水泥，如快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、自应力铝酸盐水泥等。按照主要的水硬矿物，水泥又可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥以及少熟料和无熟料水泥等。

作为地基改良方法的一种，有为了加固软土地基而介由杆(rod)向地下注入具有硬化性的药剂的药液注入方法，已知许多药液注入材料。可列举例如，水玻璃系注入材料、特殊二氧化硅系注入材料、高分子系注入材料以及水泥、粘土和炉渣等悬浮型注入材料等。使用了上述药液注入材料的药液注入方法与喷射浆料(jet grout)方法那样的通过高压喷流破坏地基同时进行改良的方法不同，由于具有可以尽可能地不破坏地基而进行改良、设备小型的特征，因此有许多实际成绩。

药液注入材料中有溶液型和悬浮型，在要求高渗透性的情况下有时使用溶液型。然而，虽然溶液型的药液注入材料的渗透性高，但所得的硬化体本身的强度小，硬化体的收缩也大，因此有时产生长期耐久性的课题。另一方面，关于悬浮型的药液注入材料，将显示水硬性的水泥、炉渣等作为成分的材料具有可以期待表现比较高的强度、还易于确保长期耐久性这样的优点，但产生渗透性低这样的课题。因此，对于悬浮型，重点进行渗透性的改善的开发。然而，在港湾、沿岸部的地基改良中，存在药剂的渗透性越高，则注入的药剂越易于随着潮汐而逸流这样的自相矛盾的问题。

为改善水泥以及混凝土性能，经常需要在水泥混凝土中添加改性剂。但是这些改性剂都是只具有单一，只能解决某一方面的性能问题的无机物质，如减水试剂只能起到减水效果；早强剂只能起到早强效果；缓凝剂也只能起到缓凝效果，而对于水泥混凝土而言需要解决的性能是很多的，单一效果不能满足解决水泥混凝土性能问题。同是粉状产品，不易搅拌；在水泥混凝土养护，需要覆盖保温材料，给养护带来不便。搀合量大，成本高等不足指出，在专利申请号85108262的专利中，只能改善水泥混凝土的流动性和防止硬化前随实践延续而引起的稠度变化，掺合量大，成本高，施工工艺复杂等不足；在专利申请号991160495中也只能解决混凝土的分散能力合减水早强功能。本发明提供一种新型水泥组合物及使用其的混凝土组合物，可综合解决以上所述的问题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供了一种新型水泥组合物。

优选地，所述组合物包括水泥熟料26－30重量份，高炉炉渣微粉末65－69重量份，硫酸钙1.0－1.1重量份，0.1－0.5重量份的改性剂，所述改性剂为下述式I化合物。

其中所述水泥熟料的化学组成为：SiO₂为22－28重量份，Fe₂O₃为3－5重量份，Al₂O₃为3－4重量份，CaO为65－70重量份，MgO为6－7重量份。

可利用上述水泥组合物形成混凝土组合物，所述混凝土组合物包括2－3重量份的权利要求1－5之一所述的水泥组合物，2.5－3.5重量份的惰性填料，1－2重量份的添加剂，其中所述添加剂包含50－70%的纤维素和30－60%的加气剂。

优选地，所述混凝土组合物在于其中所述加气剂包括一种或多种非离子、阳离子或阴离子表面活性剂。

优选地，所述加气剂是十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠。

优选地，所述纤维素选自羟甲基纤维素、羟乙基基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种。

综上所述，本发明水泥以及混凝土配方简单，原料容易得到，成本低，配制使用方便，可防止干燥收缩，具有很高的抗压强度，可以改善水泥混凝土综合性能的特点。

可以任选地使用一种或几种以下所列举的各种常规成分。在这些任选的可用的成分中有：常规的促硬剂、比如金属氯化物，如氯化钙和氯化钠，金属硫酸盐，如硫酸钠，以及有机胺，如三乙醇胺；普通的缓凝剂，比如醇、糖、淀粉和纤维素；钢筋防蚀剂，例如硝酸钠和亚硝酸钙；减水剂和高效减水剂例如木素磺酸和它们的盐，以及衍生物；羟基化羧酸和它们的盐；萘磺酸和甲醛水的缩合产物，磺化密胺缩聚产物，胺合它们的衍生物、链烷醇胺；和无机盐例如硼酸盐、磷酸盐、氯化物和硝酸盐；超级增塑剂等。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。应该理解的是，本发明的实施例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。根据本发明的实质对本发明进行的简单改进都属于本发明要求保护的范围。除非另有说明，本发明中的百分数是重量百分数。实施例1中用到的所有原料和溶剂均购自Sigma Biochemical and Organic Compounds for Research and Diagnostic ClinicalReagents公司。其它原材料均为普通商购产品。

实施例1：式I化合物的制备

将间(甲基环己基)环己基甲酸(5.0mmol)，溶于乙醇，缓慢滴入浓硫酸2ml，80℃磁搅拌回流反应10小时(TLC检测反应进行程度)。反应结束后加入饱和碳酸钠溶液，产物以固体析出。抽滤得到产物，并以大量的蒸馏水冲洗固体物，最后用乙醇洗涤3次，干燥得固体产物，不经纯化直接用于下一步。

于50ml烧瓶中加入2mmol上一步产物，0.4ml水合肼，并溶解于20ml正丙醇中，90℃搅拌反应10小时(TLC检测)。反应结束后，冷却到5℃以下，反应产物自动析出，抽滤并用乙醇洗涤2次，重结晶得到酰肼产物。于50ml烧瓶中加入2mmol酰肼，2mmol苯甲醛，15ml乙醇，2mlH₂O，1ml冰乙酸，搅拌溶解，80℃磁搅拌回流反应5小时(TLC检测反应进行程度)。反应结束后加入大量冰水，产物自动析出，抽滤并用水洗三次，重结晶得到第三步产物。将第三步产物1mmol，5ml乙酸酐分别加入25ml烧瓶中，140℃磁搅拌回流反应2小时(TLC检测反应进行程度)。反应结束后加入大量冰水，产物自动析出，抽滤并用水洗三次，乙醇重结晶得到最终产物。

1H NMR(CDCl₃，300MHz)：δ5.34(s，1H)，4.98(d，J＝9.0Hz，1H)，4.88(t，J＝7.5Hz，3H)，4.51-4.58(m，4H)，4.40(t，J＝3.45Hz，3H)，4.14(s，1H)，2.40(s，3H).

实施例2：

所述水泥组合物包括水泥熟料26克，高炉炉渣微粉末68克，硫酸钙1克，式I化合物0.1克，将上述原料混和粉磨。

实施例3：

所述水泥组合物包括水泥熟料28克，高炉炉渣微粉末69克，硫酸钙1.1克，式I化合物0.5克，将上述原料混和粉磨。

比较实施例1：

所述水泥组合物包括水泥熟料26克，高炉炉渣微粉末68克，硫酸钙1克，将上述原料混和粉磨。

实施例5：

按照GB/T3183-2003，对实施例2和3的产品进行检测。以下是对实施例2和3的产品进行理化性质检测的结果：

由上表可以看出，当加入式I化合物时，实施例2和3所得产品无论实在强度还是保水率方面都具有更优异的性能。

上述实施例为发明优选的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可用作水泥改性剂的化合物，其特征在于以式I所示：

2.一种地基注入用水泥组合物，其特征在于包括下述组分：水泥熟料26－30重量份，高炉炉渣微粉末65－69重量份，硫酸钙1.0－1.1重量份，0.1－0.5重量份的改性剂，所述改性剂为式I化合物，所述式I化合物结构式为

3.根据权利要求2所述的水泥组合物，其特征在于所述水泥熟料的化学组成为：SiO₂为22－28重量份，Fe₂O₃为3－5重量份，Al₂O₃为3－4重量份，CaO为65－70重量份，MgO为6－7重量份。