CN104446274A - 一种高强速凝材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强速凝材料，所述包括硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、减水剂、水下抗分散剂、速凝剂和水制备而成；按重量份为硫铝酸盐水泥∶粉煤灰∶硅灰为26∶1∶1；所述减水剂为聚羧酸，用量为0.2-0.3重量份；水下抗分散剂为羟乙基纤维素，用量为0.3～0.35重量份；速凝剂为式I化合物，用量为0.05～0.2重量份；水的用量为14～16重量份。使用本发明的速凝材料可大大缩短凝结时间。

Description

一种高强速凝材料

技术领域

本发明涉及一种工程材料，具体涉及一种高强速凝材料。

背景技术

无机堵漏止水材料，因其具有结石体强度高、材料来源广、价格低、运输贮存方便、施工简单及环保等优点，在建筑、隧道、交通、水利等堵漏止水工程应用中越来越受到重视，已经成为了解决工程中渗水、涌水等问题的重要材料和堵漏止水材料发展的方向。

目前，在实际工程中应用的无机堵漏止水材料尚存在一些共性的技术不足，如初凝时间较长、初终凝时间间隔较长、小时强度低、抗水流冲失性差、与基材粘接力小等。采用无机堵漏止水材料施工时，当水流较大时易被冲走，造成大水流下施工材料损耗大、堵漏效果不理想。因此，提高材料的凝结速度、缩短初终凝时间间隔、提高材料的小时强度及与基材的粘接强度等，已成为当今无机堵漏止水材料制备技术领域研究的关键内容。

文献1《无机防水堵漏材料的试验研究》(陈娟.中国建筑防水.2006(6)：16-17.)公开了一种以硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥混合体作为基材的防水堵漏材料。该材料充分发挥了两种水泥混合使用的性能互补优势，解决了传统堵漏材料采用单一硅酸盐水泥或铝酸盐水泥所带来的技术弊端，使得材料凝结时间、小时强度、微膨胀等性能均有所提高。但该材料的初凝时间仍达到了7min，且初终凝时间间隔到达2min。因此，该材料在出水流速较大的条件下应用受到了限制，并且很难应用于迎水面止水工程。

文献2《速凝型无机防水堵漏材料的研究》(苏冬梅，李丹.科技咨询.2008(27)：13-14.)公开了一种混合基材掺加特种无机、有机外加剂改性而成的速凝型无机防水堵漏材料。该材料较传统堵漏材料缩短了初凝时间。但其4min的初凝时间，仍然较长，应用于快速堵漏工程中，必然造成材料耗损大和堵水效果差的问题。

文献3公开了一种水泥基无机防水灌浆料(申请号：200910227342.6，公开号：101811855A，公开日：2010-08-25)，它是以硅酸盐水泥、铝酸盐水泥作为基础材料，添加多种改性剂制得的水泥基无机防水灌浆料。该材料由十几种原材料组成，并且原材料的比例由0.01％到30％之间变化，复杂的材料构成，对产品的性能稳定性带来不利影响，从而对生产过程中产品质量控制造成困难。

文献4公开了一种堵漏防渗剂(申请号：201010011824.0，公开号：101775266A，公开日：2010-07-14)，它是一种由甲基硅酸钠、石英粉、石膏和水制得的无机堵漏防渗剂，该材料的强度获得主要依靠石膏的硬化，其防水功能主要依靠甲基硅酸钠和空气中的CO₂反应生成的憎水性物质。因此，该材料的存在凝结硬化慢、强度低，对于出水量较大的快速堵漏工程中并无技术性能优势。同时，该材料的防水原理制约了其在淋水作业或迎水堵漏条件下的应用效果。

为了解决现有堵漏止水材料，凝结速度慢、初终凝时间间隔长、小时强度低、无法迎水堵漏止水的问题。需要提供提供一种速凝快硬型无机堵漏止水材料。

发明内容

本发明提供了一种高强速凝材料，所述材料包括硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、减水剂、水下抗分散剂、速凝剂和水制备而成；按重量份为硫铝酸盐水泥∶粉煤灰∶硅灰为26∶1∶1；所述减水剂为聚羧酸，用量为0.2-0.3重量份；水下抗分散剂为羟乙基纤维素，用量为0.3～0.35重量份；速凝剂为式I化合物，用量为0.05～0.2重量份；水的用量为14～16重量份。

优选地，所述减水剂为聚羧酸，用量为0.2重量份；水下抗分散剂为羟乙基纤维素，用量为0.3重量份；速凝剂为式I化合物，用量为0.05重量份

所述的组合物应用于工程方面。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明。应该理解的是，本发明实施例所述制

备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。实施例中用到的所有原料和溶剂均购自Sigma Biochemical and Organic Compounds for Research andDiagnostic Clinical Reagents公司。

实施例1：式I化合物的制备

将5-氨基-2，4，6-三溴代-N，N′-双(2，3-二羟丙基)异酞酰胺(15mmol)和氨基甲苯磺酸(TsOH)(0.6mmol)加入至2，2-二甲氧基丙烷(30ml)中。该悬浮混合物在环境温度下搅拌48小时，蒸馏除去所形成的乙醇。将该反应混合物真空蒸发得到白色固体状的中间体化合物，6.96g，(R_F＝0.45乙酸乙酯)，熔点231-232℃。

¹H-NMR(DMSO)：8.68-8.60(m，2H)，4.21-4.20(m，2H)，4.05(t，2H)，3.83-3.77(m，2H)，3.43-3.16(m，4H)，1.34(s，6H)，1.26(s，6H)。

向上述产物(8.00mmol)的乙酸乙酯(50ml)和吡啶(1ml)溶液中加入甲基丙烯酰氯(10.00mmol)。混合物在环境温度下搅拌12小时。将该反应混合物中加入至乙酸乙酯(35ml)中，用水洗涤(3×15ml)。有机层用MgSO₄干燥并过滤，真空蒸发得到白色结晶固体0.8g，熔点285-286℃。

¹H-NMR(DMSO)：8.72-8.62(m，2H)，6.25(s，1H)，6.10(s，1H)，4.25-4.21(m，2H)，4.06(t，2H)，3.85-3.79(m，2H)，3.46-3.18(m，4H)，1.88(s，3H)，1.35(s，6H)，1.27(s，6H)。

实施例2：组合物的制备

按以26g、1g、1g称取硫铝酸盐水泥、粉煤灰及硅灰置于搅拌器中，在常温下慢拌1min，称取0.3g羟乙基纤维素和0.05g式I化合物，将其缓慢加入搅拌器中，常温慢拌1min；将0.2g聚羧酸减水剂加入所称取的15g水中，混合均匀得到水溶液；再慢速搅拌2min，即得速凝材料。

实施例3：组合物的制备

按以26g、1g、1g称取硫铝酸盐水泥、粉煤灰及硅灰置于搅拌器中，在常温下慢拌1min，称取0.35g羟乙基纤维素和0.2g式I化合物，将其缓慢加入搅拌器中，常温慢拌1min；将0.3g聚羧酸减水剂加入所称取的16g水中，混合均匀得到水溶液；再慢速搅拌2min，即得速凝材料。

实施例4：性能测试

流动度的测试方法：采用上圆为70mm，下圆为100mm，高60mm的截面锥筒进行浆液流动度试验。锥筒置于润湿的平滑玻璃板上，将新拌浆液装满锥筒后，迅速垂直提起锥筒，测量10s后浆液不同垂直方向的摊开宽度即为流动度。

水下抗分散性测试方法：为了证明注浆材料在水下的抗分散性，采用定性和定量相结合的方法进行了测试。定性方法为将新拌浆液倒入清水中观察浆液分散情况并测量上层清水PH值，PH值均在7.0～7.2范围内即为优良；定量方法为将新拌浆液放入具有一定流速水中，一段时间后称量留存浆液的质量，并计算其留存率，试验测得在0.8m/s流动水中3min的留存率不小于80％即为优良。

凝结时间测试方法：采用倒杯法测定浆液的凝结时间，将一定质量的新拌浆液置于烧杯中，用两个烧杯重复交替进行倒杯，直至浆液在烧杯内倾斜45°不能流动为止，所用时间即为凝结时间。

抗压强度测试：将注浆材料分别在空气中及水下制成70.7×70.7×70.7mm的立方体模，并在标准养护箱中养护至规定龄期测试试件的抗压强度(混凝土抗压强度测试标准)，再计算试件的水陆强度比。

实施例2中注浆材料在常温下2分钟初凝，5.6分钟终凝，其流动度为10cm，早期强度增长很快，7d强度即可达到28d强度的96％以上，其中水陆强度比为88％，具有优良的水下抗分散性能，强度增长快，最终强度大。

实施例3中注浆材料在常温下1.5分钟初凝，5分钟终凝，其流动度为6cm，早期强度增长很快，7d强度即可达到28d强度的99％以上，其中水陆强度比为90％，具有优良的水下抗分散性能，强度增长快，最终强度大。

Claims (4)

1.一种高强速凝材料，其特征在于包括如下组分：硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、减水剂、水下抗分散剂、速凝剂和水制备而成；按重量份为硫铝酸盐水泥∶粉煤灰∶硅灰为26∶1∶1；所述减水剂为聚羧酸，用量为0.2-0.3重量份；水下抗分散剂为羟乙基纤维素，用量为0.3～0.35重量份；速凝剂为式I化合物，用量为0.05～0.2重量份；水的用量为14～16重量份。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于所述减水剂为聚羧酸，用量为0.2重量份；水下抗分散剂为羟乙基纤维素，用量为0.3重量份；速凝剂为式I化合物，用量为0.05重量份。

3.式I化合物在工程方面的应用。

4.权利要求1或2所述的组合物在工程方面的应用。