CN104003679A - 一种纳米水泥浆液及用途 - Google Patents

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沈宇鹏
彭红尚
刘建坤
田亚护
何永贵
毛凌峰
颜欣桐
黄乐艺
褚满帅
王辉煌
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Abstract

本发明属于边坡加固工程材料技术领域，特别涉及一种纳米水泥浆液及用途。本发明纳米水泥浆液由以下组分组成：普通硅酸盐水泥浆、占所述普通硅酸盐水泥浆液质量0.5％～1.5％的亲水型纳米二氧化硅、占所述普通硅酸盐水泥浆液质量的0.2％～3％的UNF-5型萘系减水剂。本发明纳米水泥浆液用于锚杆或锚索的锚固，具有比普通水泥浆液更高的对钢筋的握固力，并且比普通水泥浆液更加致密。

Description

一种纳米水泥浆液及用途
技术领域
本发明属于边坡加固工程材料技术领域，特别涉及一种纳米水泥浆液及用途。
背景技术
目前，在岩土边坡支护中，有关锚杆(索)的锚固采用的是普通水泥浆液。但普通水泥浆液存在一些缺点。首先，普通水泥浆液颗粒较大，与锚杆(索)的接触性能较差，容易产生开裂、剥落现象，因而对锚杆(索)的握固力较小。其次，普通水泥浆的密实度较差，对锚杆(索)的保护作用较差，使得锚杆(索)容易产生绣蚀现象。另外，在边坡加固工程中，由于被污染的锚杆(索)与普通水泥浆液之间黏着性能差，同样也降低了水泥浆液对锚杆(索)的握固效果。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种纳米水泥浆液及用途。
一种纳米水泥浆液，所述纳米水泥浆液由以下组分组成：普通硅酸盐水泥浆、占所述普通硅酸盐水泥浆液质量0.5％～1.5％的亲水型纳米二氧化硅、占所述普通硅酸盐水泥浆液质量的0.2％～3％的UNF-5型萘系减水剂。
所述普通硅酸盐水泥浆由普通硅酸盐水泥和水混合均匀得到，其中普通硅酸盐水泥和水的质量比为1：2。
所述亲水型纳米二氧化硅的粒径为1nm～20nm。
一种纳米水泥浆液的用途，所述纳米水泥浆液用于锚杆或锚索的锚固。
本发明的有益效果为：
(1)由于纳米二氧化硅和减水剂的综合作用，该水泥浆液与锚杆的黏着性能更高，对锚杆(索)的握固力更大；
(2)由于纳米二氧化硅和减水剂的综合作用，使得浆液硬化后更加致密，对锚杆(索)的保护效果更高，使得锚杆(索)不易锈蚀。
附图说明
图1为本发明实施例1普通水泥浆液与钢筋的粘结强度与变形曲线图；
图2为本发明实施例2普通水泥浆液中加0.5wt％SiO2形成的浆液与钢筋的粘结强度与变形曲线图；
图3为本发明实施例3普通水泥浆液中加1wt％SiO2形成的浆液与钢筋的粘结强度与变形曲线图；
图4为本发明实施例4普通水泥浆液中加1.5wt％SiO2形成的浆液与钢筋的粘结强度与变形曲线图；
图5为本发明实施例5普通水泥浆液中加1wt％减水剂形成的浆液与钢筋的粘结强度与变形曲线图；
图6为本发明实施例6普通水泥浆液中加0.5wt％SiO2和1wt％减水剂形成的浆液与钢筋的粘结强度与变形曲线图；
图7为本发明实施例7普通水泥浆液中加1wt％SiO2和1wt％减水剂形成的浆液与钢筋的粘结强度与变形曲线图；
图8为本发明实施例8普通水泥浆液中加1.5wt％SiO2和1wt％减水剂形成的浆液与钢筋的粘结强度与变形曲线图；
图9为本发明实施例1普通水泥浆液试件的1mm电镜图；
图10为本发明实施例5普通水泥浆液中加1wt％减水剂试件的1mm电镜图；
图11为本发明实施例6普通水泥浆液中加0.5wt％SiO2和1wt％减水剂试件的1mm电镜图；
图12为本发明实施例7普通水泥浆液中加1wt％SiO2和1wt％减水剂试件的1mm电镜图；
图13为本发明实施例8普通水泥浆液中加1.5wt％SiO2和1wt％减水剂试件的1mm电镜图；
图14为本发明实施例1普通水泥浆液试件的500μm电镜图；
图15为本发明实施例5普通水泥浆液中加1wt％减水剂试件的500μm电镜图；
图16为本发明实施例6普通水泥浆液中加0.5wt％SiO2和1wt％减水剂试件的500μm电镜图；
图17为本发明实施例7普通水泥浆液中加1wt％SiO2和1wt％减水剂试件的500μm电镜图；
图18为本发明实施例8普通水泥浆液中加1.5wt％SiO2和1wt％减水剂试件的500μm电镜图；
图19为本发明实施例1普通水泥浆液试件的1μm电镜图；
图20为本发明实施例5普通水泥浆液中加1wt％减水剂试件的1μm电镜图；
图21为本发明实施例6普通水泥浆液中加0.5wt％SiO2和1wt％减水剂试件的1μm电镜图；
图22为本发明实施例7普通水泥浆液中加1wt％SiO2和1wt％减水剂试件的1μm电镜图；
图23为本发明实施例8普通水泥浆液中加1.5wt％SiO2和1wt％减水剂试件的1μm电镜图。
具体实施方式
本发明提供了一种纳米水泥浆液及用途，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1
原料为普通硅酸盐水泥15.1302kg、水7.5651kg、无亲水型纳米二氧化硅和UNF-5型萘系减水剂，混合均匀得到水泥浆液。
实施例2
原料为普通硅酸盐水泥15.1302kg、水7.5651kg、占普通硅酸盐水泥和水总质量0.5％的亲水型纳米二氧化硅、无UNF-5型萘系减水剂，混合均匀得到水泥浆液。
实施例3
原料为普通硅酸盐水泥15.1302kg、水7.5651kg、占普通硅酸盐水泥和水总质量1％的亲水型纳米二氧化硅、无UNF-5型萘系减水剂，混合均匀得到水泥浆液。
实施例4
原料为普通硅酸盐水泥15.1302kg、水7.5651kg、占普通硅酸盐水泥和水总质量1.5％的亲水型纳米二氧化硅、无UNF-5型萘系减水剂，混合均匀得到水泥浆液。
实施例5
原料为普通硅酸盐水泥15.1302kg、水7.5651kg、无亲水型纳米二氧化硅、占普通硅酸盐水泥和水总质量1％的UNF-5型萘系减水剂，混合均匀得到水泥浆液。
实施例6
原料为普通硅酸盐水泥15.1302kg、水7.5651kg、占普通硅酸盐水泥和水总质量0.5％的亲水型纳米二氧化硅、占普通硅酸盐水泥和水总质量1％的UNF-5型萘系减水剂，混合均匀得到纳米水泥浆液。
实施例7
原料为普通硅酸盐水泥15.1302kg、水7.5651kg、占普通硅酸盐水泥和水总质量1％的亲水型纳米二氧化硅、占普通硅酸盐水泥和水总质量1％的UNF-5型萘系减水剂，混合均匀得到纳米水泥浆液。
实施例8
原料为普通硅酸盐水泥15.1302kg、水7.5651kg、占普通硅酸盐水泥和水总质量1.5％的亲水型纳米二氧化硅、占普通硅酸盐水泥和水总质量1％的UNF-5型萘系减水剂，混合均匀得到纳米水泥浆液。
通过拉拔试验和电镜分析实验验证本发明浆液的性能，实验过程如下：
(1)用相同的普通钢筋代替锚杆或锚索进行试验；
(2)采用多组不同的配合比水泥砂浆，按照《钢纤维混凝土试验方法》CECS13:89第十八章所述试验方法要求，及按第七章所述试验方法，制作边长为150mm的立方体试件(每组6块)，中间预埋直径为20mm的螺纹钢筋，并进行养护；
(3)按照《钢纤维混凝土试验方法》CECS13:89第十八章所述试验方法，每组各取3块，测量水泥砂浆对钢筋的粘结强度(握固力)；
(4)将上述拉拔试验中每组其余试件做电镜分析试验。
实验结论：
(1)从图1到图8看出：水泥浆液对钢筋的握固力随加入纳米二氧化硅的量增加而增加；加入减水剂也提高了浆液对钢筋的握固力；但由于纳米二氧化硅和减水剂的综合作用，在加入相同减水剂条件下，浆液对钢筋的握固力随纳米二氧化硅含量增加呈现先增加后减小的变化，说明在这种情况下纳米二氧化硅占普通硅酸盐水泥和水总质量的百分含量有一个最优值，该值在1％～1.5％之间。
(2)图9到图13为一组，图14到图18为一组，图19到图23为一组，将三组图各自进行对比，从中可以看出：加入减水剂后浆液的密实度增加；同样由于纳米二氧化硅和减水剂的综合作用，在加入相同减水剂条件下，浆液的密实度也随纳米二氧化硅含量增加呈现先增加后减小的变化，这同样说明在这种情况下纳米二氧化硅占普通硅酸盐水泥和水总质量的百分含量有一个最优值，该值在1％～1.5％之间。

Claims (4)

1.一种纳米水泥浆液，其特征在于，所述纳米水泥浆液由以下组分组成：普通硅酸盐水泥浆、占所述普通硅酸盐水泥浆液质量0.5％～1.5％的亲水型纳米二氧化硅、占所述普通硅酸盐水泥浆液质量的0.2％～3％的UNF-5型萘系减水剂。
2.根据权利要求1所述的一种纳米水泥浆液，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥浆由普通硅酸盐水泥和水混合均匀得到，其中普通硅酸盐水泥和水的质量比为1：2。
3.根据权利要求1所述的一种纳米水泥浆液，其特征在于：所述亲水型纳米二氧化硅的粒径为1nm～20nm。
4.如权利要求1所述的一种纳米水泥浆液的用途，其特征在于：所述纳米水泥浆液用于锚杆或锚索的锚固。
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KR100656965B1 (ko) * 2003-04-25 2006-12-12 안성호 고강도 시멘트 그라우트재를 이용한 박막형 시멘트 테라죠조성물
CN102775109A (zh) * 2012-07-18 2012-11-14 上海大学 亲水基纳米SiO2复合速凝水泥浆液的制备方法
CN104072052A (zh) * 2014-07-22 2014-10-01 云南省建筑科学研究院 一种纳米SiO2增强苯丙乳液改性砂浆

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Non-Patent Citations (1)

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Title
代国忠等: "锚固工程早强型水泥浆液试验研究", 《采矿与安全工程学报》, vol. 23, no. 1, 31 March 2006 (2006-03-31) *

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