CN106365499A - 一种高性能水下砌筑砂浆专用外加剂 - Google Patents

一种高性能水下砌筑砂浆专用外加剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，由以下重量配比的组分构成：增稠剂2～5重量份；超塑化剂0.5～1重量份；触变剂5～8重量份；特种水泥5～8重量份；调凝剂12～15重量份；早强剂5～8重量份。在本发明的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂中，增稠剂可增大拌制物的粘着性，从而赋予水下不分散砂浆抗分散、抗离析性能。超塑化剂可增大拌制物的流动度及和易性，从而赋予材料较佳的自流平、自密实性能。常用的超塑化剂主要是磺化树脂和磺酸盐类，该类材料之所以具有水下抗分散和不离析的性能。通过特种水泥的掺加和调凝剂的共同作用，赋予了此类材料早强快硬的性能。

Description

一种高性能水下砌筑砂浆专用外加剂
技术领域
本发明涉及一种高性能水下砌筑砂浆专用外加剂。
背景技术
水泥砂浆或混凝土在有水状态或高扰动下，浆体遇水后会容易离析（水泥易流失，砂石料易分离），从而影响硬化及混凝土或砂浆的性能。以往水下混凝土建筑物兴建或损毁的修复一般采用筑围堰、抽干水，再浇灌混凝土或砌筑墙体、抹灰砂浆来完成。这类工程存在费时、费工和费钱的缺点。第二种方法是利用溜槽、导管、泵、开底容器等把普通混凝土或砂浆输送到水下浇筑或修补位置来完成的。但第二种办法所采用的普通水下混凝土或砂浆遇水易离析，从而影响硬化及混凝土或砂浆的性能，不如抽干水进行浇灌或修补的方法质量高。
为克服常规筑围堰抽水再施工以及材料性能不好的这两种水下浇筑或修补方法的不足，已经开发出水下不分散混凝土(non-dispersible un-derwater concrete，缩写为NDC)，用它来进行水下混凝土建筑物的浇筑或修补可以不筑围堰，不抽干水，直接在水中进行，而且质量比较可靠。水下不分散混凝土是在普通水下混凝土中加入一些外加组份，从而使混凝土获得在水下硬化前具有一定程度的抗分散性。而在有一定流速的水下混凝土薄层修复或砌筑抹灰中，则需要用水下不分散快硬砂浆(简称NDM)。水下不分散快硬砂浆由水泥砂浆掺入专用外加剂而成。
现有公开技术虽列举了一些水下砌筑砂浆专用外加剂的技术路线、配比及相关说明，但在实际使用中效果一般，而且没有明确的施工工艺和产品及施工技术说明，导致了实际使用效果及意义不大。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，以解决技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，由以下重量配比的组分构成：
增稠剂 2～5重量份；
超塑化剂 0.5～1重量份；
触变剂 5～8重量份；
特种水泥 5～8重量份；
调凝剂 12～15重量份；
早强剂 5～8重量份。
本发明如上所述的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，优选地，由以下重量配比的组分构成：
增稠剂 2.62重量份；
超塑化剂 0.65重量份；
触变剂 6.53重量份；
特种水泥 6.53重量份；
调凝剂 13.06重量份；
早强剂 6.53重量份。
优选地，所述增稠剂选自纤维素、纤维素醚、合成树脂和合成树脂衍生物中的一种或几种。
优选地，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚或者羟乙基甲基纤维素醚。
优选地，所述超塑化剂选自磺化树脂和磺酸盐中的一种或两种。
优选地，所述触变剂选自改性膨润土、蒙脱石和硅酸镁铝的层状硅酸盐矿物中的一种或几种。
优选地，所述调凝剂由以下重量配比的组分构成：无水柠檬酸13～17重量份、无水焦磷酸钠28～32重量份、三聚磷酸钠2.5～3.5重量份、预糊化淀粉2～6重量份、钠基膨润土28～30重量份、无机硅酸镁铝凝胶2.2～2.8重量份。
优选地，所述早强剂由以下重量配比的组分构成：碱金属溴化物13～26重量份；偏铝酸钠26～36重量份；碱金属氢氧化物25～45重量份；二氧化硅18～25重量份；醇胺类有机物1.8～2.5重量份；所述碱金属溴化物为NaBr、KBr、LiBr中的一种，所述碱金属氢氧化物为NaOH或KOH，所述醇胺类有机物为三乙醇胺或三异丙醇胺。
优选地，所述特种水泥由以下重量配比的组分构成：乙酸钠3～6重量份；粉煤灰5.5～8.5重量份；木质素磺酸钠0.8重量份；强度42.5的硅酸盐水泥55～68重量份。
本发明高性能水下砌筑砂浆专用外加剂具有以下两种使用方法：
1、由砂浆厂根据设计好的外加剂配比，生产水下砌筑砂浆专用外加剂，该外加剂为纯粉体材料，经过全自动化设备物理混合后，现场按照比例掺加到设计好的砌筑水泥砂浆中，按照比例加水搅拌均匀后使用即可。
2、根据实际工地情况及需要，由砂浆厂按照砌筑水泥砂浆和水下砌筑砂浆专用外加剂的配比，在工厂内生产质量均一稳定的预拌砂浆，运输到现场后按照要求的比例加水搅拌均匀后使用即可。
本发明的有益效果是：
在本发明的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂中，增稠剂可增大拌制物的粘着性，从而赋予水下不分散砂浆抗分散、抗离析性能。超塑化剂可增大拌制物的流动度及和易性，从而赋予材料较佳的自流平、自密实性能。常用的超塑化剂主要是磺化树脂和磺酸盐类，该类材料之所以具有水下抗分散和不离析的性能。通过特种水泥的掺加和调凝剂的共同作用，赋予了此类材料早强快硬的性能。
通过调整外加剂中增稠材料的类型、掺量以及特种水泥和调凝剂的用量，保证拌合好的砂浆在带水传送的过程中，不会发生离析现象；同时，带水作业具有较好的施工性，在有水及扰动状态下可以不离散，短期快速的形成很好的硬化，后期强度保持率较好。利用该外加剂的砌筑砂浆在带水作业条件下具有不易分散、好施工、水下正常硬化及强度保证等效果。
具体实施方式
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
实施例1
本实施例高性能水下砌筑砂浆专用外加剂由以下重量配比的组分构成：增稠剂2重量份；超塑化剂1重量份；触变剂5重量份；特种水泥8重量份；调凝剂12重量份；早强剂8重量份。
其中：增稠剂为纤维素；超塑化剂为磺化树脂；触变剂为改性膨润土；
所述特种水泥由以下重量配比的组分构成：乙酸钠3重量份；粉煤灰8.5重量份；木质素磺酸钠0.8重量份；强度42.5的硅酸盐水泥55重量份。
所述调凝剂由以下重量配比的组分构成：无水柠檬酸13重量份、无水焦磷酸钠32重量份、三聚磷酸钠2.5重量份、预糊化淀粉6重量份、钠基膨润土28重量份、无机硅酸镁铝凝胶2.8重量份。
所述早强剂由以下重量配比的组分构成：NaBr 13重量份；偏铝酸钠36重量份；NaOH 25重量份；二氧化硅25重量份；三乙醇胺1.8重量份。
由砂浆厂根据设计好的外加剂配比，生产水下砌筑砂浆专用外加剂，该外加剂为纯粉体材料，经过全自动化设备物理混合后可得。使用时现场按照比例掺加到设计好的砌筑水泥砂浆中，按照比例加水搅拌均匀后使用即可。
实施例2
本实施例高性能水下砌筑砂浆专用外加剂由以下重量配比的组分构成：增稠剂5重量份；超塑化剂0.5重量份；触变剂8重量份；特种水泥5重量份；调凝剂15重量份；早强剂5重量份。
其中：增稠剂为合成树脂；超塑化剂为磺酸钠；触变剂为蒙脱石；
所述特种水泥由以下重量配比的组分构成：乙酸钠6重量份；粉煤灰5.5重量份；木质素磺酸钠0.8重量份；强度42.5的硅酸盐水泥68重量份。
所述调凝剂由以下重量配比的组分构成：无水柠檬酸17重量份、无水焦磷酸钠28重量份、三聚磷酸钠3.5重量份、预糊化淀粉2重量份、钠基膨润土30重量份、无机硅酸镁铝凝胶2.2重量份。
所述早强剂由以下重量配比的组分构成：KBr 26重量份；偏铝酸钠26重量份；KOH45重量份；二氧化硅18重量份；三异丙醇胺2.5重量份。
制备方法和使用同实施例1。
实施例3
本实施例高性能水下砌筑砂浆专用外加剂由以下重量配比的组分构成：增稠剂3重量份；超塑化剂0.6重量份；触变剂6重量份；特种水泥6重量份；调凝剂12.5重量份；早强剂6重量份。
其中：增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚；超塑化剂为磺化树脂；触变剂为改性膨润土；
所述特种水泥由以下重量配比的组分构成：乙酸钠4重量份；粉煤灰6重量份；木质素磺酸钠0.8重量份；强度42.5的硅酸盐水泥60重量份。
所述调凝剂由以下重量配比的组分构成：无水柠檬酸14重量份、无水焦磷酸钠29重量份、三聚磷酸钠2.8重量份、预糊化淀粉3重量份、钠基膨润土29重量份、无机硅酸镁铝凝胶2.4重量份。
所述早强剂由以下重量配比的组分构成：LiBr 15重量份；偏铝酸钠28重量份；NaOH 30重量份；二氧化硅20重量份；三乙醇胺2重量份。
制备方法和使用同实施例1。
实施例4
本实施例高性能水下砌筑砂浆专用外加剂由以下重量配比的组分构成：增稠剂4重量份；超塑化剂0.8重量份；触变剂7重量份；特种水泥7重量份；调凝剂14重量份；早强剂7重量份。
其中：增稠剂为羟乙基甲基纤维素醚；超塑化剂为磺酸钠；触变剂为硅酸镁铝的层状硅酸盐矿物；
所述特种水泥由以下重量配比的组分构成：乙酸钠5重量份；粉煤灰6.5重量份；木质素磺酸钠0.8重量份；强度42.5的硅酸盐水泥62重量份。
所述调凝剂由以下重量配比的组分构成：无水柠檬酸15重量份、无水焦磷酸钠30重量份、三聚磷酸钠3重量份、预糊化淀粉4重量份、钠基膨润土29.5重量份、无机硅酸镁铝凝胶2.5重量份。
所述早强剂由以下重量配比的组分构成：KBr 20重量份；偏铝酸钠30重量份；KOH35重量份；二氧化硅22重量份；三异丙醇胺2.2重量份。
制备方法和使用同实施例1。
实施例5
本实施例高性能水下砌筑砂浆专用外加剂由以下重量配比的组分构成：增稠剂2.62重量份；超塑化剂0.65重量份；触变剂6.53重量份；特种水泥6.53重量份；调凝剂13.06重量份；早强剂6.53重量份。
其中：
增稠剂为羟乙基甲基纤维素醚；超塑化剂为磺酸钠；触变剂为蒙脱石；
所述特种水泥由以下重量配比的组分构成：乙酸钠5.5重量份；粉煤灰8重量份；木质素磺酸钠0.8重量份；强度42.5的硅酸盐水泥65重量份。
所述调凝剂由以下重量配比的组分构成：无水柠檬酸16重量份、无水焦磷酸钠31重量份、三聚磷酸钠3.2重量份、预糊化淀粉5重量份、钠基膨润土29.8重量份、无机硅酸镁铝凝胶2.6重量份。
所述早强剂由以下重量配比的组分构成：NaBr 22重量份；偏铝酸钠34重量份；NaOH 42重量份；二氧化硅24重量份；三异丙醇胺2.4重量份。
制备方法和使用同实施例1。
效果实施例：
经试验研究得出了利用该外加剂的水下砌筑砂浆性能，主要结论如下：
普通砂浆为：20重量份水泥、60重量份石英砂、4重量份可再分散乳胶粉、2重量份防水剂、水150重量份。
水下砌筑砂浆：在普通砂浆内加入实施例1-5制备的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，加入量为2～5重量份（等重量减少水泥用量）。然后进行以下性能测试。
1、水下砌筑砂浆比普通砂浆初凝时间要短，仅45～60min，这对在有一定流速的水下施工质量有利。普通砂浆的初凝时间为76min。
2、水下砌筑砂浆的抗压强度高于不加特种水泥的普通砂浆,28d龄期的高40%以上,180d龄期的高60%以上。
3、水下砌筑砂浆3d水中粘接抗拉强度可达1.0MPa,这与普通砂浆3d陆上自然养护的粘接抗拉强度1.1MPa基本接近。可保证水下不分散快硬砂浆不会被流动水冲走。
上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (9)

1.一种高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，由以下重量配比的组分构成：
增稠剂 2～5重量份；
超塑化剂 0.5～1重量份；
触变剂 5～8重量份；
特种水泥 5～8重量份；
调凝剂 12～15重量份；
早强剂 5～8重量份。
2.根据权利要求1所述的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，其特征在于，由以下重量配比的组分构成：
增稠剂 2.62重量份；
超塑化剂 0.65重量份；
触变剂 6.53重量份；
特种水泥 6.53重量份；
调凝剂 13.06重量份；
早强剂 6.53重量份。
3.根据权利要求1所述的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，其特征在于，所述增稠剂选自纤维素、纤维素醚、合成树脂和合成树脂衍生物中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，其特征在于，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚或者羟乙基甲基纤维素醚。
5.根据权利要求4所述的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，其特征在于，所述超塑化剂选自磺化树脂和磺酸盐中的一种或两种。
6.根据权利要求5所述的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，其特征在于，所述触变剂选自改性膨润土、蒙脱石和硅酸镁铝的层状硅酸盐矿物中的一种或几种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，其特征在于，所述调凝剂由以下重量配比的组分构成：无水柠檬酸13～17重量份、无水焦磷酸钠28～32重量份、三聚磷酸钠2.5～3.5重量份、预糊化淀粉2～6重量份、钠基膨润土28～30重量份、无机硅酸镁铝凝胶2.2～2.8重量份。
8.根据权利要求1-6任一项所述的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，其特征在于，所述早强剂由以下重量配比的组分构成：碱金属溴化物13～26重量份；偏铝酸钠26～36重量份；碱金属氢氧化物25～45重量份；二氧化硅18～25重量份；醇胺类有机物1.8～2.5重量份；所述碱金属溴化物为NaBr、KBr、LiBr中的一种，所述碱金属氢氧化物为NaOH或KOH，所述醇胺类有机物为三乙醇胺或三异丙醇胺。
9.根据权利要求8所述的高性能水下砌筑砂浆专用外加剂，其特征在于，所述特种水泥由以下重量配比的组分构成：乙酸钠3～6重量份；粉煤灰5.5～8.5重量份；木质素磺酸钠0.8重量份；强度42.5的硅酸盐水泥55～68重量份。
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