CN104129962A - 一种后张法预应力孔道压浆剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种后张法预应力孔道压浆剂及其制备方法。所述后张法预应力孔道压浆剂，由质量百分含量如下的组分组成：矿物填充组分55％～80％，裂缝原位修复组分1～10％，减水保坍组分2％～15％，体积稳定组分10％～25％；本发明的后张法预应力孔道压浆剂采用内掺法等量代替水泥重量的8～12％。本发明后张法预应力孔道压浆剂不仅具有良好的体积稳定性、自修复特点，还具有绿色、低成本特点。

Description

一种后张法预应力孔道压浆剂及其制备方法

(一)技术领域

本发明涉及一种后张法预应力孔道压浆剂及其制备方法。

(二)背景技术

近年来，后张法预应力桥梁在我国公路建设中得到广泛使用。后张预应力压浆不密实的问题早在十几年前就已受到国内外的广泛关注。孔道压浆质量的好坏，直接关系到钢绞线的防腐，关系到结构的安全性和耐久性,不饱满的孔道会给公路桥梁造成严重的安全隐患。

预应力张拉后沿着波纹管方向的压浆体处于受压状态，但垂直于波纹管方向则处于自由状态。这样导致沿着波纹管方向已有压应力可以抵消该方向服役阶段出现的拉应力，而垂直于管道方向无压应力的抵消作用，使得垂直波纹管方向的压浆体易出现开裂。

此外，矿物掺合料是实现孔道压浆剂高性能化的主要途径，且成为不可或缺的第六组分。目前常用矿物掺合料体系主要是电厂的粉煤灰和冶金工业的矿渣、钢渣。然而，矿渣、钢渣资源具有区域性，导致运输半径过大，如采用必将加大工程成本；优质粉煤灰又时常出现供不应求的局面。因此，基于成本考虑，寻找现有矿物掺合料体系(粉煤灰、矿粉)的替代品是压浆剂生产的迫切需求。

(三)发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是一种具有高充盈度、流动性高、耐久性好及成本低的后张法预应力孔道压浆剂及其制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种后张法预应力孔道压浆剂，由质量百分含量如下的组分组成：

其中：

所述矿物填充组分由质量百分含量如下的组分组成：石粉：25％～65％、SCR脱硝粉煤灰：30％～70％、硅粉：1～15％；其中，所述石粉为凝灰岩石粉、石灰石石粉、花岗岩石粉的一种或一种以上的混合物；

所述裂缝原位修复组分由质量配比如下的组分组成：活性物质1份，表面活性剂0.1～1份，催化剂1～10份，骨架物质50～100份；其中，所述活性物质由氧化钙与膨润土按2：1～4：1比例(质量比)混合后烘干，再磨成粉料制得；所述表面活性剂为木质素磺酸钠；所述催化剂为季胺碱；所述骨架物质为100～200目超细石英砂；

所述减水保坍组分为聚羧酸系减水剂和缓凝组分组成，其中所述缓凝组分为柠檬酸钠、六偏磷酸钠、葡萄糖酸钠中的一种或一种以上的混合物,占减水保坍组分总质量的(聚羧酸系减水剂+缓凝组分)4％～10％；

所述体积稳定组分由塑性减缩组分和硫铝酸盐水泥组成，以提供不同阶段的膨胀源，保证预应力孔道压浆后整个阶段不出现收缩，浆体饱满，其中所述塑性减缩组分为塑性膨胀剂，占体积稳定组分总质量(塑性减缩组分+硫铝酸盐水泥)的0.05％～5％；所述硫铝酸盐水泥总碱量小于0.75％。

所述石粉性能应符合GB203-78标准规定，比表面积大于4000cm²/g；所述的SCR脱硝粉煤灰比表面积大于4500cm²/g，性能应符合GB1596-2005标准规定；所述硅粉采用比表面积大于20m²/g，性能应符合GB/T18736-2002标准规定，且烧失量小于4％；所述氧化钙为钙质生石灰，氧化镁与氧化钙总量大于90％，且氧化镁含量小于4％；所述膨润土为钠基膨润土，吸蓝量不小于35g/100g，水份不大于12％。

本发明还涉及所述的后张法预应力孔道压浆剂的制备方法，所述方法如下：

(1)矿物填充组分的制备：按照各原料配比，将石粉、SCR脱硝粉煤灰和硅粉混合均匀，得到矿物填充组分，备用；

(2)裂缝原位修复组分的制备：将氧化钙与膨润土按比例混合后烘干，再磨成粉料制得活性物质，将超细石英砂作为骨架物质；再按各原料配比，将活性物质、表面活性剂、催化剂和骨架物质混合均匀，得到裂缝原位修复组分，备用；

(3)后张法预应力孔道压浆剂的制备：按照各组分配比，先将减水保坍组分、体积稳定组分与步骤(1)制备得到的裂缝原位修复组分搅拌均匀后，再加入步骤(2)制备得到的矿物填充组分搅拌均匀，即得所述后张法预应力孔道压浆剂。

本发明的后张法预应力孔道压浆剂采用内掺法等量代替水泥重量的8～12％。

本发明的有益效果主要体现在：本发明后张法预应力孔道压浆剂不仅具有良好的体积稳定性、自修复特点，还具有绿色、低成本特点。

(四)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

下面实施例中，石粉来源于象山磊顺石料有限公司；SCR脱硝粉煤灰来源于宁波北仑电厂；硅粉来源于成都微硅粉有限公司；氧化钙来源于海邦化工有限公司；膨润土来源于黄岩金达冶铸材料有限公司；木质素磺酸钠来源于广州诚冠化工有限公司；季胺碱来源于郑州赛诺康化工产品有限公司；聚羧酸高性能减水剂来源于北京奥汉化工有限公司；六偏磷酸钠、葡萄糖酸钠及柠檬酸钠来源于宁波新佳化工有限公司；塑性膨胀剂来源于天津豹鳴股份有限公司；硫铝酸盐水泥来源于郑州市中泰水泥有限公司；所述对照组中压浆剂来源于宁波润鑫混凝土外加剂有限公司；对照组及实施组选用的水泥来源于宁波市鄞州中河科欣实验仪器设备经营部的基准水泥。

实施例1：

本实施例所提供的一种后张法预应力孔道压浆剂所含组分及其重量比为：

所述矿物填充组分由石粉、SCR脱硝粉煤灰及硅粉按质量比为4：5：1混合而成；其中，所述石粉为凝灰岩石粉。

所述裂缝原位修复组分由活性物质、表面活性剂、催化剂及骨架物质按质量比为1：0.35：2.7：60混合而成；其中，所述活性物质由氧化钙与膨润土按质量比3：1混合后烘干，再磨成粉料制得；所述表面改性剂为木质素磺酸钠；所述催化剂为季胺碱；所述骨架物质为200目超细石英砂。

所述减水保坍组分由聚羧酸系减水剂和缓凝组分混合而成，其中所述缓凝组分占8％，所述缓凝组分为六偏磷酸钠；

所述体积稳定组分由塑性减缩组分和硫铝酸盐水泥混合组成，其中塑性减缩组分占0.16％，所述塑性减缩组分为塑性膨胀剂；

本实施例中所述一种后张法预应力孔道压浆剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)矿物填充组分的制备：将上述质量比的石粉、SCR脱硝粉煤灰和硅粉原料混合而成，备用。

(2)裂缝原位修复组分的制备：将上述质量比的活性物质、木质素磺酸钠、季胺碱及超细石英砂混合而成，备用；其中，所述活性物质由氧化钙与膨润土按3：1比例混合后烘干，再磨成粉料制得。

(3)先将减水保坍组分、体积稳定组分与步骤(2)制备得到的裂缝原位修复组分搅拌均匀后，再加入步骤(1)制备得到的矿物填充组分搅拌均匀，即得所述后张法预应力孔道压浆剂。

实施例2：

本实施例所提供的一种后张法预应力孔道压浆剂所含组分及其重量比为：

所述矿物填充组分由石粉、SCR脱硝粉煤灰及硅粉按质量比为4：5：1混合而成；其中，所述石粉为凝灰岩石粉与石灰石石粉按质量比为5：5混合而成。

所述裂缝原位修复组分同实施例1。

所述减水保坍组分由聚羧酸系减水剂和缓凝组分混合而成，其中所述缓凝组分占8％，所述缓凝组分为柠檬酸钠与葡萄糖酸钠按质量比为5：5混合而成；

所述体积稳定组分由塑性减缩组分和硫铝酸盐水泥混合组成，其中塑性减缩组分占0.3％，所述塑性减缩组分为塑性膨胀剂；

所述一种后张法预应力孔道压浆剂的制备方法同实施例1。

实验例：

对照试验：

为了证明本发明所述后张法预应力孔道压浆剂的技术效果，本发明对实施例1和2制备得到的后张法预应力孔道压浆剂性作为实验例(M1和M2)，同时选用市场上压浆剂作为对照组(M0)，进行对比。所述的实施例、对照组的压浆剂均按10％比例等量替代水泥，配制压浆料其配合比见表1。

表1：配合比

组别	编号	水泥/kg	压浆剂/kg	水/kg
					对照组	M0	2700	300	810
实施例1	M1	2700	300	810
					实施例2	M2	2700	300	810

对实施例1-2和对照组中制备得到的压浆料，按照JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》进行基本性能测试，测试结果见表2。

表2：基本性能试验结果

从上表数据可看出，M0、M1和M2均复合新桥规性能指标要求，但与M0相比，实施例1的压浆剂M1的1d、3d抗折强度分别提高了120％、28％，1d、3d抗压强度分别提高了223％、77％；实施例2的压浆剂M2的1d、3d抗折强度分别提高了63％、6％，1d、3d抗压强度依次提高了40％、18％。

为了进一步说明本发明所述后张法预应力孔道压浆剂的技术效果，按照《水泥胶砂干缩试验方法国家标准》(JC/T603-2004)进行干燥收缩变形测试；借鉴混凝土抗裂性试验方法(圆环约束试件法)进行抗裂性能测试；按照《砂浆、混凝土防水剂》(JC474-1999)成型抗渗试样采用2次水压法来进行自愈合评价；测试结果见表3。

表3：抗裂性及自修复性试验结果

项目	对照组	实施例1	实施例2
				28d干燥收缩变形/10-6	1100	528	630
初始开裂时间/d	3	8	6.27
				2次抗渗压力下降幅度/％	75	14	19

从上表数据可看出，与对照组M0相比，实施例1和实施例2的压浆剂M1、M2的28d干燥收缩变形分别下降了52％和43％；且实施例1和实施例2的压浆剂M1、M2的初始开裂时间均得到延长，表明本发明的后张法预应力孔道压浆剂具有较好的开裂性能。

此外，与对照组M0相比，实施例1和实施例2的压浆剂M1、M2的2次抗渗压力下降幅度由75％分别减小到14％和19％，说明本发明的压浆剂具有较好的自修复性。

显然，上述实施例仅仅为清楚说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的权利要求保护所界定的范围之中。

Claims (2)

1.一种后张法预应力孔道压浆剂，由质量百分含量如下的组分组成：

其中：

所述矿物填充组分由质量百分含量如下的组分组成：石粉：25％～65％、SCR脱硝粉煤灰：30％～70％、硅粉：1～15％；其中，所述石粉为凝灰岩石粉、石灰石石粉、花岗岩石粉的一种或一种以上的混合物；

所述裂缝原位修复组分由质量配比如下的组分组成：活性物质1份，表面活性剂0.1～1份，催化剂1～10份，骨架物质50～100份；其中，所述活性物质由氧化钙与膨润土按2：1～4：1比例混合后烘干，再磨成粉料制得；所述表面活性剂为木质素磺酸钠；所述催化剂为季胺碱；所述骨架物质为100～200目超细石英砂；

所述减水保坍组分为聚羧酸系减水剂和缓凝组分组成，其中所述缓凝组分为柠檬酸钠、六偏磷酸钠、葡萄糖酸钠中的一种或一种以上的混合物,占4％～10％；

所述体积稳定组分由塑性减缩组分和硫铝酸盐水泥组成，其中所述塑性减缩组分为塑性膨胀剂，占0.05％～5％；所述硫铝酸盐水泥总碱量小于0.75％。

2.如权利要求1所述的后张法预应力孔道压浆剂的制备方法，所述方法如下：

(1)矿物填充组分的制备：按照各原料配比，将石粉、SCR脱硝粉煤灰和硅粉混合均匀，得到矿物填充组分，备用；

(2)裂缝原位修复组分的制备：将氧化钙与膨润土按比例混合后烘干，再磨成粉料制得活性物质，将超细石英砂作为骨架物质；再按各原料配比，将活性物质、表面活性剂、催化剂和骨架物质混合均匀，得到裂缝原位修复组分，备用；

(3)后张法预应力孔道压浆剂的制备：按照各组分配比，先将减水保坍组分、体积稳定组分与步骤(1)制备得到的裂缝原位修复组分搅拌均匀后，再加入步骤(2)制备得到的矿物填充组分搅拌均匀，即得所述后张法预应力孔道压浆剂。