CN104370511A

CN104370511A - 桥梁支座砂浆及其生产方法

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Publication number: CN104370511A
Application number: CN201410570239.2A
Authority: CN
Inventors: 覃乃舟
Original assignee: GUANGXI NANNING BAIRUITONG SYNTHESIS BUILDING MATERIALS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Guangxi hengzhu Material Technology Co., Ltd
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2034-10-23
Also published as: CN104370511B

Abstract

本发明涉及一种桥梁支座砂浆及其生产方法，其特征在于：包括以下重量份数的原料：其中，级配石英砂45～60份、42.5硫铝酸盐水泥30～40份、42.5普硅水泥5～15份、U型膨胀剂1～10份、减水剂0.1～1份、保水剂0.1～0.5份、早强剂0.01～0.1份、缓凝剂0.2～1份、消泡剂0.01～0.03份。本发明的桥梁支座砂浆成本低廉、性能优异、质量稳定，具有砂浆浆体流动度高、初终凝间隔时间短、强度发展快、良好的微膨胀特性，可广泛用于高速铁路、高速公路、交通桥梁等的桥梁支座的砂浆及其生产方法。

Description

桥梁支座砂浆及其生产方法

技术领域

本发明属于建筑材料的加工领域，特别是涉及一种可广泛用于高速铁路、高速公路、交通桥梁等的桥梁支座的砂浆及其生产方法。

背景技术

近年来，我国高速铁路建设正以世人瞩目的速度进行，尤其是时速超过 350km/h 的客运专线里程数不断增长，客运专线的建设对建筑工程的质量和使用寿命提出了更高的要求，在铁路客运专线的桥梁施工设计中，为了提高质量，提高使用年限，要求在桥梁支座灌浆施工中采用耐久性更好的早强性砂浆材料。

支座是桥梁结构的重要组成部分，直接影响桥梁的使用寿命和结构安全。其作用主要有三个方面：一是将上部构造恒载和活载可靠地传递给墩台，并同时承受由荷载引起的结构端部水平位移、转角等变形；二是适应由于温度、湿度等环境变化引起的结构胀缩变形；三是阻抗风力、地震波等引起的结构平移，减轻震动对结构的不利影响。在我国，橡胶支座技术相当成熟，因其性能可靠、结构简单、安装和使用方便、造价较低，可以吸收部分振动，减小活载对桥梁结构及墩台的冲击，具有减振、抗震和大变形量等特点，已基本取代了刚性支座。

从节约成本和环境保护的角度考虑，高架桥梁代替路基成为高铁的主要基础形式，以灌注桩、承台、墩柱为线下结构并架设预制箱梁。其中架梁的速度成为制约整个建设速度的瓶颈之一，盆式橡胶支座的稳固时间是该环节的关键。为了提高架梁吊装的速度，铁道部科学技术司发布的《客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件》中，对盆式橡胶支座安装灌浆料提出了常温下流动度>320mm、2h抗压强度不宜低于20MPa 的要求，这样可以大幅度缩短桥梁的吊装时间；同时考虑到吊装现场的施工速度，搅拌好的灌浆料不可能立刻用完，因此要求灌浆料30min的流动度保留值>240mm，28d抗压强度≧50Mpa，56d、90d强度不倒缩。

中国专利 101486545A 公开了一种膨胀可控型超早强支座砂浆材料及其制备方法。该砂浆具有良好的流动性、早期强度高、后期强度不倒缩、膨胀性能好等优点，但该砂浆材料采用的膨胀剂和砂料成本昂贵，采用的添加剂组分掺量高，大大增加了材料成本，且含有氯离子，对砂浆耐久性产生危害。

根据铁道部科学技术司发行的科技基 [2005]101 号文件《客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件》提出的对盆式橡胶支座安装灌浆料的要求，能够满足其性能要求的产品较少。能够同时兼顾高流动性、超早强性、微膨胀性、后期强度稳定性和耐久性的砂浆的相关研究报道较少。而且在支座砂浆的生产和施工应用中，由于快硬水泥的特性，大多存在要么缓凝过度，强度发展不上去，要么无法缓凝，流动度保持时间低于30分钟等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低廉、性能优异、质量稳定，具有砂浆浆体流动度高、初终凝间隔时间短、强度发展快、良好的微膨胀特性的桥梁支座砂浆及其生产方法。

本发明是这样实现的：

一种桥梁支座砂浆，其特征在于，包括以下重量份数的原料：其中，级配石英砂45～60份、42.5硫铝酸盐水泥30～40份、42.5普硅水泥5～15份、U型膨胀剂1～10份、减水剂0.1～1份、保水剂0.1～0.5份、早强剂0.01～0.1份、缓凝剂0.2～1份、消泡剂0.01～0.03份；所述的减水剂为高性能聚羧酸减水剂，为聚酯型结构；或者是聚醚型结构。

以上所述的U型膨胀剂包括无水硫铝酸钙2～4份、明矾石0.5～2份、石膏0.4～1.5份和表面活性剂0.1～0.5份，其制备方法是将无水硫铝酸钙、明矾石和石膏粉磨后经过1200℃煅烧成膨胀熟料，然后在所得熟料中加入表面活性剂，并继续加热到150～200℃下充分混合。

以上所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、烷基苯酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。

以上所述的保水剂包括钠基膨润土和低粘度羟丙基甲基纤维素，钠基膨润土和低粘度羟丙基甲基纤维素的重量比为2:1。

以上所述的早强剂包括甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土、三乙醇胺、柠檬酸；甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土、三乙醇胺、柠檬酸的重量比为4:3:5:1:0.1。

以上所述的早强剂的制备方法为按配方配比选取上述原料的甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土经过粉磨，搅拌混合均匀后加水加热至40～50℃；再将三乙醇胺和柠檬酸加入到混合物中，并继续加热到70～80℃进行催化反应20～30min，冷却后即得。

以上所述的缓凝剂包括糖蜜、硼砂、葡萄糖酸钠和硫酸铝；糖蜜、硼砂、葡萄糖酸钠和硫酸铝的重量比为0.5:1:1:1，所述的糖蜜是以蔗糖精制生产过程中产生的废糖蜜为原料，将废糖蜜配成质量浓度为20～30%的溶液，经过300Da～700Da的纳滤膜透析，透析液经过真空浓缩后即得，废糖蜜的作用是一种络合剂。

以上所述的消泡剂为有机硅、异辛醇、二异丁基甲醇、二硬脂酰乙二胺和二棕榈酰乙二胺中两种以上混合。

本发明的桥梁支座砂浆的生产方法，其特征在于：将级配石英砂、42.5硫铝酸盐水泥、42.5普硅水泥、U型膨胀剂、减水剂、保水剂、早强剂、缓凝剂、消泡剂按重量份数称量后，先将U型膨胀剂、减水剂、保水剂、早强剂、缓凝剂和消泡剂放入砂浆搅拌机中，在搅拌速度为1000r/min进行搅拌混合，然后将42.5硫铝酸盐水泥和42.5普硅水泥加入砂浆搅拌机搅拌混合，最后将级配石英砂加入砂浆搅拌机中进行搅拌5～10分钟，得混合料后进入成品包装罐内，检验包装，得到桥梁支座砂浆。

本发明突出的实质性特点和显著的进步是：

1、本发明的桥梁支座砂浆浆体流动度高，流动度保持大于30分钟，具有良好的自流平特性，浇灌后无需震捣即可填充全部空隙，施工简单易行。

2、本发明的桥梁支座砂浆体初终凝间隔时间短,强度发展快，并实现了初凝时间的精准控制，浆体搅拌好后35-43分钟开始初凝，55分钟左右终凝完成，从而保证了2h的强度发展。

3、本发明的桥梁支座砂浆浆体初凝后强度发展快，2h≥25Mpa，满足架轨机车在上面运行的强度要求，提高架轨速度和施工效率。

4、本发明的桥梁支座砂浆浆体凝结后具有良好的微膨胀特性，保证浇灌的支座能大面积的支撑桥梁，保证了桥梁的平衡和稳定，保证了桥梁安全。

5、本发明的桥梁支座砂浆浆体后期强度发展高，后期强度大于55Mpa，长期不倒缩，抗折强度高(≧10Mpa），满足高铁支座灌浆的强度要求。

6、本发明膨胀剂的膨胀速率能够与砂浆的强度发展相协调，相同掺量下，膨胀性能是普通砂浆的3倍，膨胀速率快，膨胀稳定期早、对后期水分补充的依赖程度低，具有良好的抗裂防渗功能。

7、本发明的早强剂增大水泥水化速度，促进混凝土的终凝，减少混凝土初终凝时间间隔，同时使砂浆浆体的早期强度有较大提高，能够加速浆体的凝结硬化，提高早期强度。

8、本发明采用硫铝酸盐水泥作为主要凝胶材料，并与42.5普硅水泥进行复配，达到急凝的效果，由于普硅水泥具有较大的干缩性，因此需要用U型膨胀剂进行掺和，以保证砂浆的微膨胀特性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作以下说明。

实施例1

（一）原料及重量：

级配石英砂45份、42.5硫铝酸盐水泥40份、42.5普硅水泥15份、U型膨胀剂10份、减水剂1份、保水剂0.5份、早强剂0.1份、缓凝剂1份、消泡剂0.03份：

所述的减水剂为高性能聚羧酸减水剂，为聚酯型结构；所述的U型膨胀剂包括无水硫铝酸钙、明矾石、石膏和表面活性剂；所述的保水剂包括钠基膨润土和低粘度羟丙基甲基纤维素；以上所述的早强剂包括甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土、三乙醇胺、柠檬酸；所述的缓凝剂包括糖蜜、硼砂、葡萄糖酸钠和硫酸铝；所述的消泡剂为有机硅、异辛醇和二异丁基甲醇。

（二）制作

将级配石英砂、42.5硫铝酸盐水泥、42.5普硅水泥、U型膨胀剂、减水剂、保水剂、早强剂、缓凝剂、消泡剂按重量份数称量后，先将U型膨胀剂、减水剂、保水剂、早强剂、缓凝剂和消泡剂放入砂浆搅拌机中，在搅拌速度为1000r/min进行搅拌混合，然后将42.5硫铝酸盐水泥和42.5普硅水泥加入砂浆搅拌机搅拌混合，最后将级配石英砂加入砂浆搅拌机中进行搅拌5～10分钟，得混合料后进入成品包装罐内，检验包装，得到桥梁支座砂浆。

实施例2

（一）原料及重量：

级配石英砂50份、42.5硫铝酸盐水泥35份、42.5普硅水泥10份、U型膨胀剂4份、减水剂0.5份、保水剂0.2份、早强剂0.05份、缓凝剂0.5份、消泡剂0.02份：

所述的减水剂为高性能聚羧酸减水剂，为聚醚型结构；所述的U型膨胀剂包括无水硫铝酸钙、明矾石、石膏和表面活性剂；所述的保水剂包括钠基膨润土和低粘度羟丙基甲基纤维素；以上所述的早强剂包括甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土、三乙醇胺、柠檬酸；所述的缓凝剂包括糖蜜、硼砂、葡萄糖酸钠和硫酸铝；所述的消泡剂为有机硅和二棕榈酰乙二胺。

（二）制作

实施例3

（一）原料及重量：

级配石英砂55份、42.5硫铝酸盐水泥38份、42.5普硅水泥12份、U型膨胀剂8份、减水剂0.8份、保水剂0.4份、早强剂0.08份、缓凝剂0.8份、消泡剂0.02份：

所述的减水剂为高性能聚羧酸减水剂，为聚酯型结构；所述的U型膨胀剂包括无水硫铝酸钙、明矾石、石膏和表面活性剂；所述的保水剂包括钠基膨润土和低粘度羟丙基甲基纤维素；以上所述的早强剂包括甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土、三乙醇胺、柠檬酸；所述的缓凝剂包括糖蜜、硼砂、葡萄糖酸钠和硫酸铝；所述的消泡剂为有机硅、异辛醇、二异丁基甲醇和二硬脂酰乙二胺。

（二）制作

实施例4

（一）原料及重量：

级配石英砂60份、42.5硫铝酸盐水泥30份、42.5普硅水泥5份、U型膨胀剂1份、减水剂0.1份、保水剂0.1份、早强剂0.01份、缓凝剂0.2份、消泡剂0.01份：

所述的减水剂为高性能聚羧酸减水剂，为聚醚型结构；所述的U型膨胀剂包括无水硫铝酸钙、明矾石、石膏和表面活性剂；所述的保水剂包括钠基膨润土和低粘度羟丙基甲基纤维素；以上所述的早强剂包括甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土、三乙醇胺、柠檬酸；所述的缓凝剂包括糖蜜、硼砂、葡萄糖酸钠和硫酸铝；所述的消泡剂为有机硅、二异丁基甲醇、二硬脂酰乙二胺和二棕榈酰乙二胺。

（二）制作

本发明主要技术指标：

说明本发明的桥梁砂浆的流动度、泌水率、膨胀率、抗折强度和抗压强度等技术指标均高于国家标准或行业标准。

工程应用实例

南宁至北京的高速铁路工程项目，铁路高架桥梁支座采用本发明的桥梁支座砂浆，2013年12月通车至今，工程质量良好，没有出现任何工程质量问题。

Claims

1.一种桥梁支座砂浆，其特征在于，包括以下重量份数的原料：其中，级配石英砂45～60份、42.5硫铝酸盐水泥30～40份、42.5普硅水泥5～15份、U型膨胀剂1～10份、减水剂0.1～1份、保水剂0.1～0.5份、早强剂0.01～0.1份、缓凝剂0.2～1份、消泡剂0.01～0.03份；所述的减水剂为高性能聚羧酸减水剂，为聚酯型结构；或者是聚醚型结构。

2.根据权利要求1所述的桥梁支座砂浆，其特征在于：所述的U型膨胀剂包括无水硫铝酸钙2～4份、明矾石0.5～2份、石膏0.4～1.5份和表面活性剂0.1～0.5份，其制备方法是将无水硫铝酸钙、明矾石和石膏粉磨后经过1200℃煅烧成膨胀熟料，然后在所得熟料中加入表面活性剂，并继续加热到150～200℃下充分混合。

3.根据权利要求2所述的桥梁支座砂浆，其特征在于：所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、烷基苯酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的桥梁支座砂浆，其特征在于：所述的保水剂包括钠基膨润土和低粘度羟丙基甲基纤维素，钠基膨润土和低粘度羟丙基甲基纤维素的重量比为2:1。

5.根据权利要求1所述的桥梁支座砂浆，其特征在于：所述的早强剂包括甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土、三乙醇胺、柠檬酸；甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土、三乙醇胺、柠檬酸的重量比为4:3:5:1:0.1。

6.根据权利要求5所述的桥梁支座砂浆，其特征在于：所述的早强剂的制备方法为按配方配比选取上述原料的甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、膨润土经过粉磨，搅拌混合均匀后加水加热至40～50℃；再将三乙醇胺和柠檬酸加入到混合物中，并继续加热到70～80℃进行催化反应20～30min，冷却后即得。

7.根据权利要求1所述的桥梁支座砂浆，其特征在于：所述的缓凝剂包括糖蜜、硼砂、葡萄糖酸钠和硫酸铝；糖蜜、硼砂、葡萄糖酸钠和硫酸铝的重量比为0.5:1:1:1，所述的糖蜜是以蔗糖精制生产过程中产生的废糖蜜为原料，将废糖蜜配成质量浓度为20～30%的溶液，经过300Da～700Da的纳滤膜透析，透析液经过真空浓缩后即得。

8.根据权利要求1所述的桥梁支座砂浆，其特征在于：所述的消泡剂为有机硅、异辛醇、二异丁基甲醇、二硬脂酰乙二胺和二棕榈酰乙二胺中两种以上混合。

9.如权利要求1所述的桥梁支座砂浆的生产方法，其特征在于：将级配石英砂、42.5硫铝酸盐水泥、42.5普硅水泥、U型膨胀剂、减水剂、保水剂、早强剂、缓凝剂、消泡剂按重量份数称量后，先将U型膨胀剂、减水剂、保水剂、早强剂、缓凝剂和消泡剂放入砂浆搅拌机中，在搅拌速度为1000r/min进行搅拌混合，然后将42.5硫铝酸盐水泥和42.5普硅水泥加入砂浆搅拌机搅拌混合，最后将级配石英砂加入砂浆搅拌机中进行搅拌5～10分钟，得混合料后进入成品包装罐内，检验包装，得到桥梁支座砂浆。