CN104276798B - 高流态低温早强水泥基灌浆料 - Google Patents

高流态低温早强水泥基灌浆料 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高流态低温早强水泥基灌浆料，按质量份计，包含：砂子100份，水泥60～70份，矿物掺合料20～30份，减水剂0.3～0.7份，膨胀剂1～3份，保水剂0.03～0.06份，可再分散乳胶粉0.1～0.3份，消泡剂0.1～0.3份，早强剂0.01～0.05份，缓凝剂0.2～0.5份，以及高分子合成纤维0～0.2份。本发明的灌浆料在低温施工条件下施用时只需常规养护而无需辅热即可达到设计强度，不仅节省冬施措施带来的人力物力成本，而且为工程施工提供更可靠的质量保障。该灌浆料在5℃施工环境下，初始流动度≥340mm，0.5h流动度无损失，1h流动度≥300mm，可施工时间长；5℃环境常规养护条件下，1d抗压强度≥30MPa，28d抗压强度≥70MPa。当环境温度降至负温时，1d抗压强度有所下降，但不影响最终强度的发展。

Description

高流态低温早强水泥基灌浆料
技术领域
本发明涉及一种水泥基灌浆料，更具体而言，涉及一种具有高流态低温早强性能的水泥基灌浆料，与普通灌浆料和一般冬施特种灌浆料相比，该灌浆料在低温施工环境条件下，可施工时间长，只需常规养护，无需辅热，即可达到设计强度。
背景技术
水泥基灌浆料自20世纪90年代在国内推广应用以来，被广泛应用于众多大中型企业的设备安装、螺栓锚固，以及建筑结构的加固改造工程中，其使用范围也逐渐从单一的冶金行业全面拓展到市政、环保、电力、港口等行业。然而，水泥基灌浆料在低温施工条件下的质量问题却也一直存在。
普通的水泥基灌浆料在低温环境条件（≤5℃）下，强度发展十分缓慢，必须在有效的冬季施工措施、长时间的辅热保温养护条件下，才能够达到最终设计强度；在负温条件下，问题则更为突出。由此耗费大量人力、物力，造成施工成本加大，不仅影响工程进度，而且极易出现由于措施不到位而导致材料冻坏无法服役的问题，施工质量因而也无法得到可靠的保障。市售的针对低温施工的特种灌浆料，主要追求快速上强度以避免冻坏，往往无法保证流动度以及流动度保持时间，可施工时间很短(二十分钟以内，甚至更短)，在面对地脚螺栓灌浆时尚能满足施工要求，但是当遇到较大设备基础灌浆时，如此短的可施工时间，就无法保证有效的灌浆了。
因此，研究开发低温条件下可施工时间长、只需常规养护（无需辅热）即可满足强度发展要求的、具有高流态性能（初始流动度≥340mm，流动性能保持时间长）的低温早强水泥基灌浆料具有重要意义。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种具有高流态低温早强性能的水泥基灌浆料。
根据本发明，本发明提供的高流态低温早强水泥基灌浆料，按质量份计，包含：
在本发明的水泥基灌浆料中，所述砂子可以为粒径0.1mm～4mm级配良好的人工砂或天然砂；
所述水泥可以为快硬硫铝酸盐水泥；
所述矿物掺合料可以为粉煤灰、矿渣粉或其混合物，其中，所述粉煤灰可以为Ⅰ级粉煤灰或者Ⅱ级粉煤灰，所述矿渣粉为S95以上级别的矿渣粉；
所述减水剂可以为聚羧酸减水剂；
所述膨胀剂可以为氧化钙类或钙矾石类膨胀剂；
所述保水剂可以为粘度低于10,000mPa·s的羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚；
所述可再分散乳胶粉可以为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物或丙烯酸共聚物乳胶粉；
所述早强剂可以为氢氧化锂；
所述消泡剂可以为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂或矿物油消泡剂；
所述缓凝剂可以为葡萄糖酸钠、酒石酸、硼砂、柠檬酸钠或其混合物；
所述高分子合成纤维可以为3～6mm聚丙烯纤维或者聚乙烯醇纤维。
本发明的高流态低温早强水泥基灌浆料可以按照常规方法混合制得，即将各组分按其质量份数投入混合机，混合均匀即制得。
本发明的高流态低温早强水泥基灌浆料在使用时，将本发明制备的灌浆料与基于该灌浆料总重量11%～13%的水，采用搅拌机拌合均匀，灌入设备基础即可。
普通水泥基灌浆料只有在严格的冬施辅热保温措施下，才可进行低温施工，而且无法给予充分的施工质量保证；一般的针对低温施工的特种灌浆料，往往可施工时间很短，无法满足较大设备基础的施工要求。本发明通过矿物掺合料技术与有机高分子技术的配合，使得早强水泥基灌浆材料可施工时间达到一小时以上，并克服了灌浆料流动度长时间保持与高流态体系稳定性差的矛盾，同时借助碱激发技术解决了低温施工的早强问题，通过大量试验摸索得到具有高流态低温早强性能的水泥基灌浆料。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：该灌浆料在低温施工条件下施用时，只需常规养护，无需辅热，即可达到设计强度，不仅节省冬施措施所带来的人力物力成本，而且为工程施工提供更为可靠的质量保障。该灌浆料在5℃施工环境下，初始流动度≥340mm，半小时流动度无损失，1h流动度≥300mm，可施工时间长；5℃环境常规养护条件下，1d抗压强度≥30MPa，28d抗压强度≥70MPa。当环境温度降至负温时，1d抗压强度会有所下降，但不影响最终强度的发展。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述，下述各实施例仅用于举例说明本发明，而本发明的范围并不局限于这些具体实施例中。
在下面实施例中，流动度及抗压强度的测试具体参照GB/T50448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》。
实施例1
取石英砂100kg，
快硬硫铝酸盐水泥60kg，
粉煤灰（矿物掺合料）30kg，
聚羧酸减水剂0.5kg，
羟丙基甲基纤维素醚（保水剂）0.03kg，
氧化钙类膨胀剂2kg，
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉0.1kg，
有机硅消泡剂0.1kg，
氢氧化锂（早强剂）0.02kg，
葡萄糖酸钠（缓凝剂）0.3kg，
3mm聚丙烯纤维0.1kg。
将各组分在混合机中混合均匀，制成灌浆料1。
将灌浆料1与23kg水拌合均匀后应用，5℃环境条件下常规养护，性能如下：初始流动度350mm；1h流动度310mm；1d抗压强度31.3MPa；28d抗压强度75.1MPa。
实施例2
取石英砂100kg，
快硬硫铝酸盐水泥70kg，
粉煤灰（矿物掺合料）20kg，
聚羧酸减水剂0.5kg，
羟丙基甲基纤维素醚（保水剂）0.03kg，
氧化钙类膨胀剂3kg，
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉0.2kg，
有机硅消泡剂0.1kg，
氢氧化锂（早强剂）0.02kg，
葡萄糖酸钠（缓凝剂）0.3kg，
3mm聚丙烯纤维0.1kg。
将各组分在混合机中混合均匀，制成灌浆料2。
将灌浆料2与23kg水拌合均匀后应用，5℃环境条件下常规养护，性能如下：初始流动度345mm；1h流动度305mm；1d抗压强度35.6MPa，28d抗压强度79.1MPa。
实施例3
取石英砂100kg，
快硬硫铝酸盐水泥65kg，
粉煤灰（矿物掺合料）25kg，
聚羧酸减水剂0.5kg，
羟丙基甲基纤维素醚（保水剂）0.03kg，
氧化钙类膨胀剂3kg，
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉0.1kg，
有机硅消泡剂0.1kg，
氢氧化锂（早强剂）0.02kg，
葡萄糖酸钠（缓凝剂）0.3kg，
3mm聚丙烯纤维0.1kg。
将各组分在混合机中混合均匀，制成灌浆料3。
将灌浆料3与23kg水拌合均匀后应用，5℃环境条件下常规养护，性能如下：初始流动度345mm；1h流动度310mm；1d抗压强度33.3MPa；28d抗压强度71.2MPa。
实施例4
重复实施例1，所不同之处在于所述砂子为0.1～4mm河砂。
将制备得到的灌浆料与23kg水拌合均匀后应用，5℃环境条件下常规养护，性能如下：初始流动度355mm；1h流动度310mm；1d抗压强度31.0MPa；28d抗压强度73.1MPa。
实施例5
重复实施例1，所不同之处在于所述高分子合成纤维为6mm聚乙烯醇纤维。
将制备得到的灌浆料与23kg水拌合均匀后应用，5℃环境条件下常规养护，性能如下：初始流动度340mm；1h流动度310mm；1d抗压强度33.0MPa；28d抗压强度72.2MPa。
实施例6
重复实施例1，所不同之处在于所述缓凝剂为硼砂。
将制备得到的灌浆料与23kg水拌合均匀后应用，5℃环境条件下常规养护，性能如下：初始流动度340mm；1h流动度305mm；1d抗压强度35.3MPa；28d抗压强度80.1MPa。

Claims (6)

1.一种高流态低温早强水泥基灌浆料，按质量份计，其组成如下：
其中，
所述矿物掺合料为粉煤灰、矿渣粉或其混合物，其中，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰或者Ⅱ级粉煤灰，所述矿渣粉为S95以上级别的矿渣粉；
所述减水剂为聚羧酸减水剂；
所述保水剂为粘度低于10,000mPa·s的羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚；
所述早强剂为氢氧化锂。
2.根据权利要求1所述的高流态低温早强水泥基灌浆料，其特征在于，所述砂子为粒径0.1mm～4mm级配良好的人工砂或天然砂；所述水泥为快硬硫铝酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的高流态低温早强水泥基灌浆料，其特征在于，所述膨胀剂为氧化钙类或钙矾石类膨胀剂。
4.根据权利要求1所述的高流态低温早强水泥基灌浆料，其特征在于，所述可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物或丙烯酸共聚物乳胶粉。
5.根据权利要求1所述的高流态低温早强水泥基灌浆料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂或矿物油消泡剂；所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、酒石酸、硼砂、柠檬酸钠或其混合物；所述高分子合成纤维为3～6mm聚丙烯纤维或者聚乙烯醇纤维。
6.根据权利要求1所述的高流态低温早强水泥基灌浆料，其特征在于，所述砂子为粒径0.1mm～4mm级配良好的人工砂或天然砂；所述水泥为快硬硫铝酸盐水泥；所述矿物掺合料为粉煤灰、矿渣粉或其混合物，其中所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰或者Ⅱ级粉煤灰，所述矿渣粉为S95以上级别的矿渣粉；所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述膨胀剂为氧化钙类或钙矾石类膨胀剂；所述保水剂为粘度低于10,000mPa·s的羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚；所述可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物或丙烯酸共聚物乳胶粉；所述早强剂为氢氧化锂；所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂或矿物油消泡剂；所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、酒石酸、硼砂、柠檬酸钠或其混合物；所述高分子合成纤维为3～6mm聚丙烯纤维或者聚乙烯醇纤维。
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