CN104072007B - 一种用于孔道压浆的超细矿物微粉压浆剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于孔道压浆的超细矿物微粉压浆剂，属于化工组合物技术领域，其中各组分的重量分为活性矿物45~55份，超细矿物微粉40~50份，减水组分1~8份，膨胀组分1~4份，缓凝组分0.1~0.4份，消泡组分0.3~0.8份；该压浆剂耐腐蚀，强度高，质量稳定性优越，所用原材料成本较低，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于孔道压浆的超细矿物微粉压浆剂，属于化工组合物生产技术领域。
背景技术
预应力管道压浆材料质量问题一直是当前交通基础设施建设的重大技术难题，早在上世纪80年代欧洲就有预应力混凝土大桥因预应力钢筋受到腐蚀而坍塌，在对国内铁路后张梁管道压浆情况的调查中，也有因管道浆体局部缺陷造成的不同程度梁体结构劣化和损坏。针对国内压浆材料普遍存在水灰比大、易离析、收缩大、泌水、强度低且易结块堵塞管道等问题，交通部、铁道部及行业专家对压浆材料的稠度、泌水率等技术指标都提出了明确要求。从早期的《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)到《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES01：2004)及《铁路混凝土后张法预应力梁管道压浆技术条件》(TB/T3192-2008)对各项指标都有详细规定，而新出台的《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)对压浆材料各性能指标则提出更高要求。
由于JTG/TF50-2011对压浆材料的流动性能要求更高，而压浆材料的流动性提高的同时，浆体离析泌水的风险不可避免的增加，所以保水增粘组分在压浆剂中必不可少。通过对以往专利文献的查得，可以发现：压浆剂中的保水增稠组分通常为有机高分子类物质，使用最多的是纤维素类，如专利CN102923993A中采用的羟丙基纤维素钠， CN102531502A采用中的羟乙基纤维素醚，甲基羟乙基纤维素醚，其他的高分子类如CN102942325A提到的水解聚丙烯腈氨盐，CN103482899A中采用的可分散乳胶粉， CN102936111A选用的温轮胶等。
有机类高分子物质作为保水增稠组分，具有保水增稠效果显著，掺量较小的特点，但其合适掺量范围较窄，掺量细微波动对压浆剂性能影响较大（掺量稍大压浆材料流动性能较差，掺量稍小容易出现泌水离析），因而压浆剂整体稳定性稍差，对水泥波动较为敏感，常出现相同压浆剂与每批次水泥拌制的浆体差别很大的现象。
超细矿物微粉具有保水增粘作用，能减少浆体在高流动性能下容易产生的离析沉降现象，使浆体持续保持稳定的悬浮状态，提高浆体的稳定性；此外超细矿物微粉可进一步细化硬化浆体的孔隙，这是由于水泥、粉煤灰（活性矿物）、超细石灰石粉 、硅灰等物质的粒径逐级变小，可逐级填充，因此掺超细矿物微粉的压浆剂可获得更高的密实度。活性矿物用于压浆剂中主要起“填充效应”，“形态效应”和“火山灰效应”，压浆剂与水泥混合后，而压浆剂中的活性矿物由于细度比水泥小，可填充水泥粉体的空隙，使得浆体更为密实，减少浆体收缩，活性矿物中具有的玻璃球状物则可在浆体中起润滑效果，同时活性矿物具有的火山灰活性保证浆体具有稳定的后期强度增长。
发明内容
为了解决现有压浆剂采用有机高分子类作为保水增粘组分存在的掺量敏感大，整体稳定性较差的问题，本发明提供一种用于孔道压浆的超细矿物微粉压浆剂，其为以活性矿物为主体，掺入无机超细矿物微粉代替有机类高分子作为压浆剂的保水增粘组分，其他功能组分包括：减水组分，缓凝组分，膨胀组分，消泡组分，该压浆剂耐腐蚀，强度高，质量稳定性优越。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种用于孔道压浆的超细矿物微粉压浆剂，由以下重量份组成：
活性矿物45~55份，超细矿物微粉40~50份，减水组分1~8份，膨胀组分1~4份，缓凝组分0~0.3份，消泡组分0.3~0.8份；
所述的活性矿物为粉煤灰或矿粉或两者的混合物，其中粉煤灰要求级或级粉煤灰，矿粉S95级以上；
所述的超细矿物微粉为硅灰与石灰石粉的混合物，两者比例为3:7~1:1，其中硅灰中SiO2含量大于90%，细度小于1μm的占80%以上，平均粒径在0.1～0.3μm；石灰石粉细度不小于2000目，平均粒径小于8μm；
所述的减水组分为密胺类减水剂或聚羧酸类减水剂，减水率大于25%；
所述缓凝组分为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠中的任意一种；
所述膨胀组分为塑性膨胀剂，为水溶性发气材料，溶解后可产生塑性膨胀；
所述消泡组分为白色粉体消泡剂，为液态碳氢化合物、聚乙二醇和非结晶性二氧化矽的混合物。
本发明提供的超细矿物微粉压浆剂使用时以压浆剂与水泥的重量比为1:11~1:9的比例掺入水泥使用。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
（1）本发明提供的压浆剂，充分考虑了水泥、活性矿物、超细矿物微粉的粒径分布，采用了不同粒径矿物多级填充的思路，大大提高了浆体的密实度与强度，本发明提供的超细矿物微粉压浆剂以适当比例掺入水泥，在0.26~0.28水胶比下，3d抗折强度大于11MPa，抗压强度高于55MPa，28d抗折强度大于15MPa，抗压强度高于70MPa；
（2）本发明的压浆剂，相比于常用的纤维素醚类、可分散性乳胶粉类保水剂作为增黏组分，本发明中采用的超细矿物微粉掺量范围更宽，对掺量敏感性降低，更有利于保证压浆剂质量的稳定，可减小目前压浆剂普遍存在的对原材料波动敏感的问题，大大降低浆体泌水离析的风险；
（3）本发明掺入水泥在较低水胶比下，初始流动度在12-17s之间，1h流动度基本无损失，可解决压浆不足问题，自由泌水和压力泌水率为零，微膨胀，对钢筋无锈蚀，可有效保障工程质量，提高使用寿命；
（4）本发明所用原材料成本较低，经济效益显著。
具体实施案例
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
实施例1
粉煤灰52份；超细矿物微粉43份；聚羧酸盐减水剂：2.4份；
粉体消泡剂0.5份； 塑性膨胀剂2份； 缓凝剂0.1份
施工配合比：现场压浆剂、海螺P.O42.5R水泥、水按质量比1:10: 3.08。
实施例2
粉煤灰47份；超细矿物微粉45份；三聚氰胺系高效减水剂：5.3份；
粉体消泡剂0.5份；塑性膨胀剂2份 缓凝剂0.2份
施工配合比：现场压浆剂、海螺P.O42.5R水泥、水按质量比1:10: 3.08。
实施例3
粉煤灰50份；超细矿物微粉44.5份；聚羧酸高效减水剂：2.6份；
粉体消泡剂：0.5份；塑性膨胀剂：2.2份 缓凝剂0.2份
施工配合比：现场压浆剂、润P.O42.5R、水按质量比1:10: 3.08。
实施例4
粉煤灰46份；超细矿物微粉45份；三聚氰胺系高效减水剂5.9份；
粉体消泡剂：0.6份；塑性膨胀剂：2.2份 缓凝剂0.3份
施工配合比：现场压浆剂、华润P.O42.5R水泥 、水按质量比1:10: 3.08。
按照《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）相关技术要求对上述四种压浆剂配制的压浆料性能进行检测，如下表所示：
本发明提供的超细矿物微粉压浆剂，完全满足《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）相关技术要求。
Claims (1)
1.一种用于孔道压浆的超细矿物微粉压浆剂，其特征在于：各组份的重量份为：
活性矿物45~55份，超细矿物微粉40~50份，减水组分1~8份，膨胀组分1~4份，缓凝组分0~0.3份，消泡组分0.3~1份；
所述的活性矿物为粉煤灰或矿粉或两者的混合物，其中粉煤灰要求 级或级粉煤灰，矿粉S95级以上；
所述的超细矿物微粉为硅灰与石灰石粉的混合物，两者比例为3:7~1:1，其中硅灰中SiO2含量大于90%，细度小于1μm的占80%以上，平均粒径在0.1～0.3μm；石灰石粉细度不小于2000目，平均粒径小于8μm；
所述的减水组分为密胺类减水剂或聚羧酸类减水剂，减水率大于25%；
所述缓凝组分为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠中的任意一种；
所述膨胀组分为塑性膨胀剂，为水溶性发气材料，溶解后产生塑性膨胀；
所述消泡组分为白色粉体消泡剂，为液态碳氢化合物、聚乙二醇和非结晶性二氧化硅的混合物；
所述的压浆剂与水泥的重量比为1:11~1:9的比例掺入水泥使用。
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