CN105198330B - 一种环保超早强支座抢修灌浆材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环保超早强支座抢修灌浆材料及其制备方法，灌浆材料的成分为硫铝酸盐水泥、石英砂、刚玉、复合膨胀剂、聚羧酸减水剂、缓凝剂、纤维素、引气剂、消泡剂、硫酸钡超细粉、草木灰、聚乙烯、电石渣、盐酸苯丙醇胺。所述灌浆材料具有超早强、高强的特点，微膨胀、无离析泌水、无沉降、无裂缝，灌浆料硬化体上表面与承载体之间有效接触面积达到95％以上，而且具有良好的承载力和耐久性，使用寿命长，对钢筋无锈蚀以及稳定性好等。

Description

一种环保超早强支座抢修灌浆材料及制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料范围，特别涉及一种灌浆材料及其制备，适用于高速铁路桥梁支座灌浆、公路桥梁灌浆、通用建筑灌浆、大型设备安装灌浆。

背景技术

在大型设备和钢结构厂房钢柱脚安装施工和高速铁路、高速公路客运专线工程建设中，以及大跨度预应力箱式桥梁和桥墩的结构连接中，使用盘式支座安装填充灌浆施工工程，施工安装时对所使用的专用充填灌浆料性能要求高，灌浆技术含量和技术指标对盘式支座安装的精密度、安装进度和质量要求高。

尤其是高速铁路专用盘式支座安装使用若干年后，需要对出现质量问题的支座进行更换时，因为高铁运营不能暂停，就急需要一种既具备高铁专用支座灌浆料技术性能指标，保证初始浆体流动度大于340mm指标，在30分钟时流动度保留值不小于310mm，而1小时强度大于C40级别，从而确保检修更换盆式支座时，高速铁路正常运行。

在工业项目的大型设备(冶金、电力、石油石化、机械、航空航天等行业)检修安装过程中，或市政道路、桥梁、码头、机场等水泥混凝土工程抢修过程中，也急需一种强度高、耐久性好的灌浆料，从施工开始到结束1-2小时即可通车或试车运行。

目前，大量用于设备、桥梁、钢结构等安装工程项目的灌浆材料在应用过程中普遍存在：

(1)使用普通硅酸盐水泥配制灌浆料，2-4小时初凝，6-8小时终凝，12小时没有强度，24小时强度为20MPa以上，不能满足工程抢修的快速通车及设备快速检修安装运行试车的要求。

(2)普通灌浆料加水搅拌后，2-4小时初凝，6-8小时终凝，为了使得灌浆料拌和物的流动度满足施工免振捣、免插捣要求，较多的掺入减水剂和加大了用水量，直接造成了早期强度低，泌水量大，灌浆料的拌和物及水泥硬化体的沉降和收缩较大，水泥石水化硬化过程中常常出现各种裂缝(龟裂、树枝状裂缝、贯穿性列缝等)，大大降低了灌浆料的耐久性。

(3)普通灌浆料为了实现较大的流动性，超量加入减水剂和使用大量的拌合用水量，导致大流态的灌浆料拌和物表面出现大量的水泥浮浆和泡沫，富集于设备底座的下表面，无法消失，从而使灌浆料硬化后形成蜂窝、麻面等缺陷，大大降低了灌浆料的有效承载面积。

(4)国产普通硅酸盐水泥均为强碱性材料，所配置的灌浆料亦为碱性较强的材料，灌浆料拌和物及硬化体均呈强碱性，PH值处于9-12之间，灌浆料硬化体的淋滤浸出液的PH值范围为9-12，属于对环境有腐蚀强碱性液体，普通灌浆料硬化体在露天雨淋时，淋滤出的液体会对周围环境影响较大。

(5)另外，普通灌浆料在低温-15℃以下环境温度下无法继续施工。

发明内容

本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种适用冬期低温(-25℃)环境下可正常施工应用、超早强、微膨胀、无离析泌水、无沉降、无裂缝、有效承载面积大于95％的环保快凝块硬支座灌浆材料。

本发明的另一个目的是提供上述高强超早强环保抢修支座灌浆材料的制备方法。

本发明的环保高强超早强抢修支座灌浆材料，其特征在于，按重量百分比计，所述环保超早强高强支座抢修灌浆材料按下列配制：

上述配方中，水泥品种为硫铝酸盐水泥，其抗压强度不低于42.5MPa的水泥；所述石英砂，其SiO2含量≥90％，粒度0-3mm；所述刚玉为电熔棕刚玉，其Al2O3含量为≥95％，粒度为≤3mm；所述硫酸钡超细粉为纳米级特种硫酸钡超细粉，细度大于1000目；所述聚羧酸减水剂为苏州弗克公司生产的FOX-8H缓凝高效减水剂；引气剂为松香热聚物引气剂；消泡剂为P803消泡剂。所述草木灰优选1000-1500目，纤维素优选羟甲基纤维素钠。

本发明的另一方面，提供上述环保高强超早强支座抢修灌浆材料的制备方法，所述方法包括：将复合膨胀剂、聚羧酸减水剂、缓凝剂、纤维素、引气剂、消泡剂、硫酸钡超细粉、草木灰、聚乙烯、电石渣、盐酸苯丙醇胺按上述各自重量百分比投入搅拌机中搅拌均匀，制备成预混料；然后，将预混料与按上述重量百分比配制的水泥、石英砂、刚玉投入搅拌机中搅拌均匀，即可制得高强超早强支座抢修灌浆材料。

本发明的高强超早强支座抢修灌浆材料，使用的石英砂和刚玉属于高强度骨料形状不规则，有棱有角，水泥石与之包裹后，机械咬合力和粘结力增强，增加抗压强度和抗折强度；使用抗压强度大于42.5MPa的快凝块硬硫铝酸盐水泥作为胶凝材料，与石英砂、刚玉在超早强激发剂的作用下，于加水搅拌30分后开始反应，1小时强度增长较快，达到40MPa；加入消泡剂可以大量消除大直径气泡，增加水泥石内部与水泥石与骨料之间的密实度；掺入引气剂可以增加超细微米级气泡，形成微小气孔，减少应力集中，防止裂纹的产生，增加水泥石的抗裂性能和抗冲击韧性；使用具有缓凝作用和保塑性优良的高性能减水剂和润湿性消泡剂，提高了灌浆料拌和物的和易性，确保施工浇筑顺利完成；掺入适量纤维素，可以增强材料的韧性，提高材料的抗折强度、抗冲击性；选用合理掺量的缓凝剂，使得流动度值30分钟内损失很小，却不干扰和影响30分钟后水泥浆体的快速反应固化；掺入草木灰、聚乙烯、电石渣、盐酸苯丙醇可以促进水泥早期的强化速度，在提高流动性的同时不降低体系的强度等力学性能，避免负面效应；利用双组分膨胀材料加入法，解决了灌浆料的3小时膨胀和24小时膨胀问题。

本发明的性能指标如下：

早强：1小时抗压强度40MPa。

高强：24小时抗压强度可达60MPa、28天抗压强度95MPa。

高抗冲击韧性：24小时抗折强度大于13.5MPa。

微膨胀、和易性好：可在很小的缝隙内自流灌浆，无收缩、无裂缝、耐疲劳、抗冻性能优良、抗渗、抗油腐蚀、耐低浓度酸碱盐腐蚀、抗紫外线耐老化。

PH值中性：该材料拌合物和硬化体呈中性，即PH值在6-9之间，对环境无污染。现场只需加水搅拌后即可施工，不需振捣或插捣便可自流填充全部空隙。

无收缩性：能具有微膨胀特性，不含任何产生气体的添加剂，如铝粉等；确保二次浇筑的灌浆料与设备底板及基础紧密接触无收缩。

有效接触面：按正确的施工工艺达到95％的有效承载面积(EBA)；

在确保高速铁路客运专线的安全性能要求的前提下，同时满足高速铁路建设中的支座灌浆料满足不同季节施工的技术要求：研制开发出常温型(5℃～25℃)、低温型(5℃～-25℃)、高温型(25℃～40℃)三种不同型号的支座灌浆料系列产品。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用超早强激发剂和硫铝酸盐水泥等原材料使得支座灌浆料的强度提高到1小时40Mpa，可满足高速铁路快速检修、抢修更换盆式支座工程要求。

2、可以保证设备安装、钢结构柱脚板灌浆、盆式支座安装灌浆施工后，灌浆料硬化体上表面与承载体之间有效接触面积达到95％以上。

3、掺入引气剂和纤维、膨胀剂等确保支座灌浆料硬化体无收缩裂缝产生，从而使得该材料具有良好的承载力和耐久性，使用寿命长。

4、本发明还对钢筋无锈蚀以及具有稳定性好等性能。

具体实施方式

实现本发明高强超早强支座抢修灌浆材料及其制备方法的具体实施方式是：按照不同成份可得到操作时间不同、强度不同的产品，具体实例如下：

实施例一：

本发明的灌浆材料按下列重量(％)配制：水泥55％、石英砂10％、刚玉10％、硫酸钡超细粉4％、缓凝剂1.2％、聚羧酸减水剂0.8％、复合膨胀剂4％、草木灰1.5％、聚乙烯2％、电石渣3％、盐酸苯丙醇胺0.5％、引气剂2％、纤维素3％、消泡剂3％。

制备工艺如下：先按配方称取复合膨胀剂、聚羧酸减水剂、缓凝剂、纤维素、引气剂、消泡剂、硫酸钡超细粉、草木灰、聚乙烯、电石渣、盐酸苯丙醇胺投入搅拌机中搅拌均匀，制备成预混料；然后，将预混料与按规定配制的水泥、石英砂、刚玉投入搅拌机中搅拌均匀，取样检验，合格后出料。

实施例二：

本发明的灌浆材料按下列重量(％)配制：水泥60％、石英砂10％、刚玉12％、硫酸钡超细粉3％、缓凝剂1％、聚羧酸减水剂0.2％、复合膨胀剂4％、草木灰1.5％、聚乙烯2％、电石渣3％、盐酸苯丙醇胺0.2％、引气剂0.6％、纤维素1.5％、消泡剂1％。

制备工艺如下：先按配方称取复合膨胀剂、聚羧酸减水剂、缓凝剂、纤维素、引气剂、消泡剂、硫酸钡超细粉、草木灰、聚乙烯、电石渣、盐酸苯丙醇胺投入搅拌机中搅拌均匀，制备成预混料；然后，将预混料与按规定配制的水泥、石英砂、刚玉投入搅拌机中搅拌均匀，取样检验，合格后出料。

实施例三：

本发明的灌浆材料按下列重量(％)配制：水泥50％、石英砂12％、刚玉10％、硫酸钡超细粉5％、缓凝剂1.5％、聚羧酸减水剂1％、复合膨胀剂5％、草木灰2％、聚乙烯2％、电石渣3％、盐酸苯丙醇胺0.5％、引气剂2％、纤维素3％、消泡剂3％。

制备工艺如下：先按配方称取复合膨胀剂、聚羧酸减水剂、缓凝剂、纤维素、引气剂、消泡剂、硫酸钡超细粉、草木灰、聚乙烯、电石渣、盐酸苯丙醇胺投入搅拌机中搅拌均匀，制备成预混料；然后，将预混料与按规定配制的水泥、石英砂、刚玉砂投入搅拌机中搅拌均匀，取样检验，合格后出料。

Claims (2)

1.一种环保超早强支座抢修灌浆材料，其特征在于按重量百分比进行如下配制：

其中，水泥为抗压强度不低于42.5MPa的硫铝酸盐水泥；

所述刚玉为电熔棕刚玉，所述硫酸钡超细粉为纳米级特种硫酸钡超细粉，细度大于1000目，草木灰为1000‐1500目；

所述引气剂为松香热聚物引气剂；所述消泡剂为P803消泡剂，所述的纤维素为羟甲基纤维素钠。

2.一种制备权利要求1任一所述的环保超早强支座抢修灌浆材料的方法，其特征在于，所述环保超早强支座抢修灌浆材料按重量百分比进行如下配制：水泥35％～65％，石英砂10％～20％，刚玉8％～15％，硫酸钡超细粉3％～5％，缓凝剂0.1％～1.5％，聚羧酸减水剂0.2％～1％，复合膨胀剂4％～5％，草木灰1.5％～3％，聚乙烯2％～4％，电石渣3％～5％，盐酸苯丙醇胺0.2％～1％，引气剂0.5～2％，纤维素1.5～3％，消泡剂1.0～3％；将配制好的复合膨胀剂、聚羧酸减水剂、缓凝剂、纤维素、引气剂、消泡剂、硫酸钡超细粉、草木灰、聚乙烯、电石渣、盐酸苯丙醇胺投入搅拌机中搅拌均匀，制备成预混料；然后，将预混料与配制好的水泥、石英砂、刚玉投入搅拌机中搅拌均匀，即可制得高强超早强支座抢修灌浆材料；

所述刚玉为电熔棕刚玉，所述硫酸钡超细粉为纳米级特种硫酸钡超细粉，细度大于1000目；

所述引气剂为松香热聚物引气剂；所述消泡剂为P803消泡剂。