CN104529338A - 一种超高强水泥基灌浆材料 - Google Patents
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Abstract
一种超高强水泥基灌浆材料，其原料包括胶凝材料、矿物及活性掺合料、超级分散剂、复合膨胀剂、保水剂、稳定剂、润滑剂、增韧剂、调凝剂，上述组分的配比如下：胶凝材料550～650份，砂100～200份，矿物及活性掺合料100～200份，超级分散剂5～8份，复合膨胀剂50～80份，消泡剂0.3～0.8份，增韧剂0.5～3份，调凝剂0.5～1.5份。通过本发明制备的水泥基灌浆材料，该材料组成简单，生产方便，具有普通灌浆料的一切特点外，最显著的特点就是超高强，其抗压强度高于100兆帕。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种水泥基材料领域，具体为该水泥基超高强无收缩灌浆料。
【背景技术】
水泥基无收缩灌浆料具有流动性好、快硬、高强、微膨胀、无毒害、不老化、无污染、防锈、施工方便等特点，广泛用于地脚螺栓锚固、核电设备固定、设备基础二次灌浆、钢筋混凝土结构加固及改造、旧混凝土结构裂纹治理等工程。为获得理想的加固、锚固及裂纹治理效果，除良好的流动性、流动性保持性能和强度性能要求外，水泥基灌浆料需在凝结硬化前产生一定的塑性膨胀，补偿硬化前产生的塑性收缩，确保灌浆充盈，还必需具有足够量的重后期刚性膨胀，补偿水泥基材料硬化后产生的干燥收缩，表面开裂。而现在随着超高层建筑的增多，一些结构加固及地基基础链接处需要用到抗压强度在100兆帕以上的加固材料，而现在水泥基灌浆料大多强度在40～80兆帕，还没有一种灌浆料发明强度能达到100兆帕以上。因此迫切需要一种满足普通灌浆料施工前提下，设计出一种抗压强度高于100兆帕的水泥基灌浆料。
【发明内容】
为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种超高强水泥基灌浆材料，该材料组成简单，生产方便。具有普通灌浆料的一切特点外，最显著的特点就是超高强。
本发明所采用技术方案是：一种超高强水泥基灌浆材料，其原料包括胶凝材料、矿物及活性掺合料、超级分散剂、复合膨胀剂、保水剂、稳定剂、润滑剂、增韧剂、调凝剂，上述组分的配比如下：胶凝材料550～650份，砂100～200份，矿物及活性掺合料100～200份，超级分散剂5～8份，复合膨胀剂50～80份，消泡剂0.3～0.8份，增韧剂0.5～3份，调凝剂0.5～1.5份。
作为优选，所述胶凝材料为无机胶凝材料，优选硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥，更优选P II 52.5硅酸盐水泥。
作为优选，所述砂为石英砂。
作为优选，所述矿物及活性掺合料为超细微珠，S95级矿渣微粉，超细硅灰，偏高岭土中的两种及两种以上组合物。
作为优选，所述超级分散剂为聚醚、聚酯、改性醇醚类聚羧酸减水剂，可以是聚醚、聚酯、改性聚醚一种或其组合物，优先选其干粉状态聚羧酸减水剂或其干粉状态组合物聚羧酸减水剂。
作为优选，所述复合膨胀剂为塑性膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂及轻烧氧化镁膨胀剂，塑性膨胀剂选择北京荣泰信科技有限公司的EEA-101，在浆料塑性阶段不断放气来达到膨胀的效果，硫铝酸钙类膨胀剂是铝矾土和石灰石按一定比例 磨细、成球、高温煅烧、磨细再与一定比例天然硬石膏配置而成，该膨胀剂属于低碱膨胀剂，碱含量低于氧化钙类、明矾石类、普通UEA类膨胀剂，轻烧氧化镁膨胀剂是一种由方镁石或菱镁矿经800～1000℃煅烧而得到的氧化镁经粉磨而成，氧化镁膨胀剂具有水化需水量少、膨胀过程可调控、水化产物稳定的特点，并且其具有延迟膨胀的效应，膨胀曲线均匀时间更长，且无倒缩现象。
作为优选，所述消泡剂为有机硅类粉体消泡剂。
作为优选，所述的增韧剂为醋酸乙烯、醋酸乙酯、乙烯共聚物、乙烯、月桂酸乙烯酯、氯乙烯共聚物、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚物、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚物，都选其可再分散性粉末。
作为优选，所述调凝剂为多羟基化合物、羟基羧酸盐及其衍生物、硼酸盐、磷酸盐等，早强剂为有机酸盐、无机盐。
作为优选，所述的一种超高强水泥基灌浆材料，可以放入缓凝剂旨在为夏季高温施工时抑制水化热过快，以免造成浆体流动度损失快及形成微裂纹，优先选择的缓凝剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸、酒石酸、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硼砂、硼酸等中的一种、两种及其组合物，更优先选择无机缓凝剂以减少对早期强度的影响。
作为优选，所述的一种超高强水泥基灌浆材料，可以增加早强剂的选择旨在冬季低温施工时浆体凝结时间过长，水化慢，早期强度低而采用的一种缩短 浆体凝结时间、提高早期强度的一种措施，所选的早强剂为甲酸钙、醋酸钙、丙酸钙、丁酸钙、甲酸钠、醋酸钠、丙酸钠、丁酸钠、硫氰酸盐、三乙醇胺、三异丙醇胺等中的一种、两种及其组合物。
作为优选，所述的一种超高强水泥基灌浆材料，可以增加钢筋阻锈剂。
矿物及活性掺合料为超细微珠，S95级矿渣微粉，超细硅灰，偏高岭土中的两种及两种以上组合物。超细微珠具有一定的物理减水功能，在高胶材、低水胶比的情况下可以有效改善浆料的粘度，提高流动性，且参与灌浆料后期的水化。复合膨胀剂为塑性膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂及轻烧氧化镁膨胀剂。塑性膨胀剂选择北京荣泰信科技有限公司的EEA-101，它主要靠在浆料塑性阶段不断放气来达到膨胀的效果；硫铝酸钙类膨胀剂是铝矾土和石灰石按一定比例磨细-成球-高温煅烧-磨细再与一定比例天然硬石膏配置而成，该膨胀剂属于低碱膨胀剂，碱含量明显低于氧化钙类、明矾石类、普通UEA类膨胀剂；轻烧氧化镁膨胀剂是一种由方镁石或菱镁矿经800～1000℃煅烧而得到的氧化镁经粉磨而成，氧化镁膨胀剂具有水化需水量少、膨胀过程可调控、水化产物稳定的特点，并且其具有延迟膨胀的效应，膨胀曲线均匀时间更长，且无倒缩现象。以钙矾石作为膨胀源的膨胀剂其膨胀率较快，膨胀主要发生在14天以前，对水泥基材料后期收缩的补偿作用不大。故本发明考虑到灌浆料在塑性阶段，固化后前期、中期及后期等不同时期收缩，故选择三种膨胀剂进行复掺以满足不同阶段的膨胀要求。其配比范围为塑性膨胀剂∶硫铝酸钙膨胀剂∶轻烧氧化镁膨胀剂＝2～10∶598～790∶200～400。增韧剂为醋酸乙烯(酯)、乙烯共聚物、乙烯、月桂酸乙烯酯、氯乙烯共聚物、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚物、 醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚物等，都选其可再分散性粉末。可再分散乳胶粉的加入可以改善压浆料的和易性、保水性，提高抗折强度、柔韧性，增加浆料固化后和设备基础、混凝土界面、桥梁结构之间的握裹力。使固化后的浆料脆性降低，柔韧性提高，以及提升材料的抗裂性等指标。调凝剂缓凝剂和早强剂，缓凝剂为多羟基化合物、羟基羧酸盐及其衍生物、硼酸盐、磷酸盐等，早强剂为有机酸盐、无机盐。缓凝剂的选择我们旨在为夏季高温施工时抑制水化热过快，以免造成浆体流动度损失快及形成微裂纹；早强剂的选择我们旨在冬季低温施工时浆体凝结时间过长，水化慢，早期强度低而采用的一种缩短浆体凝结时间、提高早期强度的一种措施。这里所优先选择的缓凝剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸、酒石酸、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硼砂、硼酸等中的一种、两种及其组合物，更优先选择无机缓凝剂以减少对早期强度的影响。所选的早强剂为甲酸钙、醋酸钙、丙酸钙、丁酸钙、甲酸钠、醋酸钠、丙酸钠、丁酸钠、硫氰酸盐、三乙醇胺、三异丙醇胺等中的一种、两种及其组合物。上诉调凝剂只是根据施工环境而添加，如施工温度，早强要求等.
本发明的有益效果是：通过本发明制备的水泥基灌浆材料，该材料组成简单，生产方便，具有普通灌浆料的一切特点外，最显著的特点就是超高强，其抗压强度高于100兆帕。
为使更进一步了解本发明的特征和技术内容，详见本发明实施方式，然而所附实施例仅供参考与说明用，并非是对本发明加以限制。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
实施例1，一种超高强水泥基灌浆材料，其原料包括胶凝材料、矿物及活性掺合料、超级分散剂、复合膨胀剂、保水剂、稳定剂、润滑剂、增韧剂、调凝剂，上述组分的配比如下：
实施例2，一种超高强水泥基灌浆材料，其原料包括胶凝材料、矿物及活性掺合料、超级分散剂、复合膨胀剂、保水剂、稳定剂、润滑剂、增韧剂、调凝剂，上述组分的配比如下：
依据GB/T50448-2008《水泥基灌浆料运用技术规范》所述实验方法，采用0.15水料比测得各实施例灌浆料技术性能如表所示。
从表可以看出本发明产品指标均满足GB/T50448-2008《水泥基灌浆料运用技术规范》的要求。
然而上述仅本发明较佳可行的实施例而已，非因此局限本发明保护范围，依照上述实施例所作各种变形或套用均在此技术方案保护范围之内。
Claims (9)
1.一种超高强水泥基灌浆材料，其特征是，原料包括胶凝材料、矿物及活性掺合料、超级分散剂、复合膨胀剂、保水剂、稳定剂、润滑剂、增韧剂、调凝剂，上述组分的配比如下：胶凝材料550～650份，砂100～200份，矿物及活性掺合料100～200份，超级分散剂5～8份，复合膨胀剂50～80份，消泡剂0.3～0.8份，增韧剂0.5～3份，调凝剂0.5～1.5份。
2.根据权利要求1所述一种超高强水泥基灌浆材料，其特征是，所述的胶凝材料，为无机胶凝材料，优选硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥，更优选P II 52.5硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述一种超高强水泥基灌浆材料，其特征是，所述的砂为石英砂。
4.根据权利要求1所述一种超高强水泥基灌浆材料，其特征是，所述的矿物及活性掺合料为超细微珠，S95级矿渣微粉，超细硅灰，偏高岭土中的两种及两种以上组合物。
5.根据权利要求1所述一种超高强水泥基灌浆材料，其特征是，所述的超级分散剂为聚醚、聚酯、改性醇醚类聚羧酸减水剂，可以是聚醚、聚酯、改性聚醚一种或其组合物，优先选其干粉状态聚羧酸减水剂或其干粉状态组合物聚羧酸减水剂。
6.根据权利要求1所述一种超高强水泥基灌浆材料，其特征是，所述的复合膨胀剂为塑性膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂及轻烧氧化镁膨胀剂，塑性膨胀剂选择北京荣泰信科技有限公司的EEA-101，在浆料塑性阶段不断放气来达到膨胀的效果，硫铝酸钙类膨胀剂是铝矾土和石灰石按一定比例磨细、成球、高温煅烧、磨细再与一定比例天然硬石膏配置而成，该膨胀剂属于低碱膨胀剂，碱含量低于氧化钙类、明矾石类、普通UEA类膨胀剂，轻烧氧化镁膨胀剂是一种由方镁石或菱镁矿经800～1000℃煅烧而得到的氧化镁经粉磨而成，氧化镁膨胀剂具有水化需水量少、膨胀过程可调控、水化产物稳定的特点，并且其具有延迟膨胀的效应，膨胀曲线均匀时间更长，且无倒缩现象。
7.根据权利要求1所述一种超高强水泥基灌浆材料，其特征是，所述的消泡剂为有机硅类粉体消泡剂。
8.根据权利要求1所述一种超高强水泥基灌浆材料，其特征是，所述的增韧剂为醋酸乙烯、醋酸乙酯、乙烯共聚物、乙烯、月桂酸乙烯酯、氯乙烯共聚物、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚物、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚物，都选其可再分散性粉末。
9.根据权利要求1所述一种超高强水泥基灌浆材料，其特征是，所述的调凝剂为多羟基化合物、羟基羧酸盐及其衍生物、硼酸盐、磷酸盐等，早强剂为有机酸盐、无机盐。
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