CN104860616A - 自应力自流平设备灌浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自应力自流平设备灌浆料,其由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料包括30%~45%的水泥、10%~25%的矿物掺合料和35%~45%的河砂,所述矿物掺合料由质量比为(0.6~1.0):(1.6~2.0):(0.6~1.0)的粉煤灰、矿粉、河砂粉组成,辅助材料包括膨胀剂组合物、保水增稠剂、早强剂和粉体聚羧酸减水剂,以水泥与矿物掺合料质量之和作为基准,辅助材料中上述各组分的质量百分比依次为4%~8%,0.01%~0.05%,2%~4%,0.2%~0.4%,其中所述膨胀剂组合物由质量比为(0.6~1.0):(0.6~1.0):(1.5~2.0)的稻壳灰、MgO和UEA膨胀剂组成,所述保水增稠剂为海藻酸钠,所述早强剂由质量比为(0.8~1.0):(0.5~1.0):(0.6~1.0)的石膏粉、碳酸钠、硅灰组成。
Description
技术领域
本发明涉及一种自应力自流平设备灌浆料,属建筑材料领域。
背景技术
水泥基自流平设备灌浆料是一种由水泥、骨料(或不含骨料)、外加剂和矿物掺和料等原材料,经工厂化配制生产而成的具有合理级配的干混料,加水拌合均匀后具有可灌注的流动性、微膨胀、高的早期和后期强度、不泌水等性能。该灌浆料主要用于:地脚螺栓锚固、飞机跑道的抢修、核电设备的固定、路桥工程的加固、机器底座、钢结构与地基怀口、设备基础的二次灌浆、栽埋钢筋、混凝土结构加固和改造、旧混凝土结构的裂缝治理、机电设备安装、轨道及钢结构安装、静力压桩工程封桩、建筑加固、梁柱截面加大、墙体结构的加厚及漏渗水的修复、各种基础工程的塌陷灌浆以及各种抢修工程等。
但是,目前的水泥基自流平设备灌浆料仍然具有一些缺点,表现在:(1)硬化后的设备灌浆料基体脆性大,抗设备冲击性能还不强,抗震动性能厄待提高。(2)灌浆料基体微膨胀产生自应力的能力还没有达到理想的技术要求,以及(3)存在灌浆料基体早期膨胀、中期膨胀和后期膨胀的协调问题。
发明内容
发明目的
本发明的目的是提供一种自应力自流平设备灌浆料,解决灌浆料早期膨胀、中期膨胀和后期膨胀的协调问题。
发明概述
本发明提供了一种自应力自流平设备灌浆料,所述自应力自流平设备灌浆料由主要材料和辅助材料组成,其中以主要材料的总质量为基准,主要材料包括质量百分比组成为30%~45%的水泥、10%~25%的矿物掺合料和35%~45%的河砂,所述矿物掺合料由质量比为(0.6~1.0):(1.6~2.0):(0.6~1.0)的粉煤灰、矿粉、河砂粉组成,所述河砂粉的比表面积为400~420m2/kg,辅助材料包括膨胀剂组合物、保水增稠剂、早强剂和粉体聚羧酸减水剂,以水泥与矿物掺合料质量之和作为基准,辅助材料中上述各组分的质量百分比依次为4%~8%,0.01%~0.05%,2%~4%,0.2%~0.4%,其中所述膨胀剂组合物由质量比为(0.6~1.0):(0.6~1.0):(1.5~2.0)的稻壳灰、MgO和硫铝酸钙类混凝土膨胀剂UEA组成,根据标准YB/T4019-2006测试的MgO活性≥68%,膨胀剂组合物的比表面积为330~400m2/kg,所述保水增稠剂为海藻酸钠,所述早强剂比表面积为450~580m2/kg,由质量比为(0.8~1.0):(0.5~1.0):(0.6~1.0)的石膏粉、碳酸钠、硅灰组成,所述石膏粉由天然二水石膏或脱硫石膏在600~800℃下煅烧2~3h磨细后得到,所述硅灰的比表面积为15000~25000m2/kg。
作为本发明的改进,所述主要材料还包括质量百分比为1%~2%的钢纤维,所述辅助材料还包括增韧剂,以水泥与矿物掺合料质量之和作为基准,所述增韧剂的质量百分比为5%~10%,所述增韧剂为30~40目细度的橡胶粉。
本发明采用的各种原料,除特别说明,均采用建筑材料领域高性能混凝土中常用的材料,尤其是应用于设备灌浆料的常用材料。其中,所述粉体聚羧酸减水剂为所述自应力自流平设备灌浆料提供高流动性,可以经流动性试验选择合适的市售产品及确定掺量;所述稻壳灰由焙烧稻壳得到,内含质量百分比为80%~95%的SiO2,SiO2以非晶态存在;所述硫铝酸钙类混凝土膨胀剂UEA(以下简称UEA膨胀剂)由硫铝酸盐水泥熟料、明矾石、石膏共同研细制成,可选用市售产品。
作为本发明的优选方案,所述膨胀剂组合物由质量比为0.8:0.8:1.8的稻壳灰、MgO和UEA膨胀剂组成。
作为本发明的优选方案,所述粉煤灰为符合标准GB/T1596-2005的一级粉煤灰,矿粉为符合标准GB/T18046-2008的S95级矿粉。
作为本发明的优选方案,所述水泥为符合标准GB 175-2007的普通42.5级硅酸盐水泥或普通52.5级硅酸盐水泥。
作为本发明的优选方案,所述河砂符合标准GB/T 14684-2011,细度模数为2.5~2.8。
作为本发明的优选方案,所述钢纤维的长度为10~20mm,直径为0.6~1.0mm。
本发明所述自应力自流平设备灌浆料,是一种具有早强、高强、高抗冲击、抗脆性高、抗振动性高、高流动性和耐久性好等多种优点的新型设备灌浆复合材料。其中本发明采用所述的膨胀剂组合物可以解决膨胀自应力不足以及协调早期膨胀、中期膨胀和后期膨胀的匹配问题(3天、28天、90天、1年都有膨胀应力,而且随时间延长至1年(y)时膨胀应力有缓慢增加的趋势,3天膨胀自应力值一般在0.14~0.18MPa;28天膨胀自应力值一般在0.19~0.35MPa;90天膨胀自应力值一般在0.22~0.39MPa;一年的膨胀自应力值一般在0.24~0.48MPa),这样浆料基体在水化早期(3天)的膨胀可以减少塑性砂浆收缩裂缝,中后期(28天,1年)的膨胀可以产生内部应力,硬化后浆料基体在一年期内体积稳定无收缩,使浆料基体更致密、更耐久,可保证设备与作为设备基础的浆料基体紧密接触,设备基础与地基基础之间无收缩,并且适当的膨胀压应力确保设备长期安全运行;其次,本发明通过掺加钢纤维来增强浆料基体的抗设备冲击能力,提高抗震动能力;针对浆料基体的脆性大问题,本发明掺加30~40目细度的橡胶粉作为增韧剂,提高浆料基体的韧性,减少脆性,最终效果是提高了浆料基体的耐久性。该设备灌浆料生产工艺简单,施工现场只需加水搅拌,水料比=0.12~0.14,搅拌均匀后,采用自重法或高位自重法通过漏斗直接灌入设备基础,砂浆自流,施工免振,浆料基体自施工成型后,至少需要保温保水湿养护28天(d),从而获得最佳性能,浇注后浆料基体1~3d强度高达25MPa以上,可显著缩短工期。
具体实施方式
下边结合实施例,对本发明做进一步的说明。
以下所有实施例涉及物质的厂家及型号如下:
粉煤灰:国电费县发电有限公司,Ⅰ级粉煤灰;
矿粉:曲阜市帮德建材有限公司,S95级矿粉;
河砂粉:建华管桩集团,比表面积在400m2/Kg;
稻壳灰:安徽六安稻壳灰加工厂,比表面积在400m2/Kg;
MgO:莱州市虎头崖焕秀镁粉加工厂,工业级;
UEA膨胀剂:南京南特建筑材料有限公司,型号UEA;
石膏粉:南京南特建筑材料有限公司,比表面积在360m2/Kg;
碳酸钠:潍坊海之源化工有限公司,工业级,含量99%;
河砂:临沂金泰混凝土有限公司产沂河中砂;
硅灰:甘肃三远硅材料有限公司,比表面积在15000~25000m2/kg;
橡胶粉:商丘市民乐橡胶厂,型号:粗胶粉;
钢钎维:河北宇森钢纤维制造厂。
(1)以下实施例1~6中,所述矿物掺合料为粉煤灰:矿粉:河砂粉=0.8:1.8:0.8,河砂粉的比表面积400m2/kg;膨胀剂组合物为稻壳灰:MgO:UEA膨胀剂=0.8:0.8:1.8,所述MgO为工业级氧化镁,其活性70%,UEA膨胀剂为市售产品,膨胀剂组合物的比表面积为380m2/kg;早强剂为石膏粉:碳酸钠:硅灰=0.9:0.8:0.8,所述石膏粉由天然二水石膏或脱硫石膏在700℃下煅烧2.5h磨细后得到,所述硅灰的比表面积为20000m2/kg,早强剂比表面积500m2/kg;增韧剂为35目细度的橡胶粉;河砂的细度模数为2.6;钢纤维长度15mm,直径为0.8mm;粉体聚羧酸减水剂为弗克科技(苏州)有限公司生产的Talon 101干粉砂浆聚羧酸增强减水剂。以下所述胶凝材料为水泥与矿物掺合料之和。
实施例1:一种自应力自流平设备灌浆料,各组分配比如下(质量百分比):
主要材料的质量百分比组成为:
普通42.5级硅酸盐水泥 35%
矿物掺合料 18.5%
河砂 45%
钢纤维 1.5%
辅助材料各组分占胶凝材料的质量百分比为:
膨胀剂组合物 4%
增韧剂 6%
保水增稠剂 0.03%
早强剂 3%
粉体聚羧酸减水剂 0.3%
实施例2:一种自应力自流平设备灌浆料,各组分配比如下(质量百分比):
主要材料的质量百分比组成为:
普通52.5硅酸盐水泥 30%
矿物掺合料 23.5%
河砂 45%
钢纤维 1.5%
辅助材料各组分占胶凝材料的质量百分比为:
膨胀剂组合物 6%
增韧剂 8%
保水增稠剂 0.02%
早强剂 2%
粉体聚羧酸减水剂 0.3%
实施例3:一种自应力自流平设备灌浆料,各组分配比如下(质量百分比):
主要材料的质量百分比组成为:
普通42.5硅酸盐水泥 45%
矿物掺合料 10%
河砂 43%
钢纤维 2%
辅助材料各组分占胶凝材料的质量百分比为:
膨胀剂组合物 8%
增韧剂 7%
保水增稠剂 0.04%
早强剂 4%
粉体聚羧酸减水剂 0.4%
实施例4:一种自应力自流平设备灌浆料,各组分配比如下(质量百分比):
主要材料的质量百分比组成为:
普通52.5硅酸盐水泥 40%
矿物掺合料 23%
河砂 35.2%
钢纤维 1.8%
辅助材料各组分占胶凝材料的质量百分比为:
膨胀剂组合物 7%
增韧剂 9%
保水增稠剂 0.03%
早强剂 3%
粉体聚羧酸减水剂 0.3%
实施例5:一种自应力自流平设备灌浆料,各组分配比如下(质量百分比):
主要材料的质量百分比组成为:
普通52.5硅酸盐水泥 45%
矿物掺合料 15%
河砂 38.1%
钢纤维 1.9%
辅助材料各组分占胶凝材料的质量百分比为:
膨胀剂组合物 8%
增韧剂 5%
保水增稠剂 0.02%
早强剂 4%
粉体聚羧酸减水剂 0.4%
实施例6:一种自应力自流平设备灌浆料,各组分配比如下(质量百分比):
主要材料的质量百分比组成为:
普通52.5硅酸盐水泥 38%
矿物掺合料 25%
河砂 36%
钢纤维 1%
辅助材料各组分占胶凝材料的质量百分比为:
膨胀剂组合物 6%
增韧剂 10%
保水增稠剂 0.03%
早强剂 3%
粉体聚羧酸减水剂 0.3%
(2)以下实施例7-12中,所述矿物掺合料为粉煤灰:矿粉:河砂粉=0.6:1.6:0.6,河砂粉的比表面积400m2/kg;膨胀剂组合物为稻壳灰:MgO:UEA膨胀剂=0.8:0.8:1.8,所述MgO为工业级氧化镁,其活性70%,UEA膨胀剂为市售产品,膨胀剂组合物的比表面积为380m2/kg;早强剂为石膏粉:碳酸钠:硅灰=0.8:0.5:0.6,所述石膏粉由天然二水石膏或脱硫石膏在700℃下煅烧2.5h磨细后得到,所述硅灰的比表面积为20000m2/kg,早强剂比表面积500m2/kg;增韧剂为35目细度的橡胶粉;河砂的细度模数为2.6,钢纤维长度15mm,直径为0.8mm;粉体聚羧酸减水剂为弗克科技(苏州)有限公司生产的Talon 101干粉砂浆聚羧酸增强减水剂。以下所述胶凝材料为水泥与矿物掺合料之和。
实施例7
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例1。
实施例8
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例2。
实施例9
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例3。
实施例10
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例4。
实施例11
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例5。
实施例12
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例6。
(3)以下实施例13-18中,所述矿物掺合料为粉煤灰:矿粉:河砂粉=1:2:1,河砂粉的比表面积400m2/kg;膨胀剂组合物为稻壳灰:MgO:UEA膨胀剂=0.8:0.8:1.8,所述MgO为工业级氧化镁,其活性70%,UEA膨胀剂为市售产品,膨胀剂组合物的比表面积为350m2/kg;早强剂为石膏粉:碳酸钠:硅灰=1:1:1,所述石膏粉由天然二水石膏或脱硫石膏在700℃下煅烧2.5h磨细后得到,所述硅灰的比表面积为20000m2/kg,早强剂比表面积500m2/kg;增韧剂为35目细度的橡胶粉;河砂的细度模数为2.6;钢纤维长度15mm,直径为0.8mm;粉体聚羧酸减水剂为弗克科技(苏州)有限公司生产的Talon 101干粉砂浆聚羧酸增强减水剂。以下所述胶凝材料为水泥与矿物掺合料之和。
实施例13
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例1。
实施例14
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例2。
实施例15
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例3。
实施例16
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例4。
实施例17
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例5。
实施例18
一种自应力自流平设备灌浆料,由主要材料和辅助材料组成,其中主要材料和辅助材料的配比同实施例6。
实施例性能指标
根据GB50448-2008,GB 23439-2009,GB50081-2002对以上18个实施例与市售某设备灌浆料进行试验比较。具体数据如下表。
从以下数据可以看出,各实施例相比市售产品,具有十分优异的性能。该自应力自流平设备灌浆料,降低了弹性模量,改善了硬化后的设备灌浆料的脆性,增加了韧性,抗冲击性能显著提高,抗震动性能显著改善,提高了设备运转的可靠性和耐久性。
Claims (7)
1.一种自应力自流平设备灌浆料,其特征在于,由主要材料和辅助材料组成,其中以主要材料的总质量为基准,主要材料包括质量百分比组成为30%~45%的水泥、10%~25%的矿物掺合料和35%~45%的河砂,所述矿物掺合料由质量比为(0.6~1.0):(1.6~2.0):(0.6~1.0)的粉煤灰、矿粉、河砂粉组成,所述河砂粉的比表面积为400~420m2/kg,辅助材料包括膨胀剂组合物、保水增稠剂、早强剂和粉体聚羧酸减水剂,以水泥与矿物掺合料质量之和作为基准,辅助材料中上述各组分的质量百分比依次为4%~8%,0.01%~0.05%,2%~4%,0.2%~0.4%,其中所述膨胀剂组合物由质量比为(0.6~1.0):(0.6~1.0):(1.5~2.0)的稻壳灰、MgO和硫铝酸钙类混凝土膨胀剂UEA组成,根据标准YB/T4019-2006测试的MgO活性≥68%,膨胀剂组合物的比表面积为330~400m2/kg,所述保水增稠剂为海藻酸钠,所述早强剂比表面积为450~580m2/kg,由质量比为(0.8~1.0):(0.5~1.0):(0.6~1.0)的石膏粉、碳酸钠、硅灰组成,所述石膏粉由天然二水石膏或脱硫石膏在600~800℃下煅烧2~3h磨细后得到,所述硅灰的比表面积为15000~25000m2/kg。
2.如权利要求1所述的自应力自流平设备灌浆料,其特征在于,所述主要材料还包括质量百分比为1%~2%的钢纤维,所述辅助材料还包括增韧剂,以水泥与矿物掺合料质量之和作为基准,所述增韧剂的质量百分比为5%~10%,所述增韧剂为30~40目细度的橡胶粉。
3.如权利要求1或2所述的自应力自流平设备灌浆料,其特征在于,所述稻壳灰由焙烧稻壳得到,内含质量百分比为80%~95%的SiO2,SiO2以非晶态存在。
4.如权利要求1或2所述的自应力自流平设备灌浆料,其特征在于,所述粉煤灰为符合标准GB/T1596-2005的一级粉煤灰,矿粉为符合标准GB/T18046-2008的S95级矿粉。
5.如权利要求1或2所述的自应力自流平设备灌浆料,其特征在于,所述水泥为符合标准GB 175-2007的普通42.5级硅酸盐水泥或普通52.5级硅酸盐水泥。
6.如权利要求1或2所述的自应力自流平设备灌浆料,其特征在于,所述河砂符合标准GB/T 14684-2011,细度模数为2.5~2.8。
7.如权利要求1或2所述的自应力自流平设备灌浆料,其特征在于,所述钢纤维的长度为10~20mm,直径为0.6~1.0mm。
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