CN107244855A - 用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料；由下列原料按重量百分比组成：机制砂50‑60%、普通硅酸盐水泥30‑40%，粉煤灰3‑6%，矿渣粉1‑5%，纤维0.02‑0.04%，重料0.1‑0.14%，轻料3‑5%。制作该水泥基灌浆料包括以下步骤：机制砂处理：选取干式制砂系统生产的三个级配区间的砂备用；将轻料、重料中的组分按比例进行复配混合后得到混合料A；按配比将机制砂、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、矿渣粉、纤维、混合料A进行混合后即制得。本水泥基灌浆料是一种成本低廉，流动性好、均匀性高，塑性微膨胀无收缩、早强高强等性能优点的水泥基灌浆料。

Description

用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及水泥基材料技术领域，尤其涉及用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料及其制备方法。

背景技术

随着建筑业的发展和建筑施工的需要，灌浆料独特的性能逐歩被人们所认识和接受，其使用领域也不断被拓展，在工程中发挥越来越重要的作用。

水泥基灌浆料就是由水泥为基本材料，适量细骨料及加入少量的混凝土外加剂及其他材料组成的干混材料。加水拌合后具有大流动度、早强、高强、微膨胀的性能，可广泛用于地脚螺栓锚固、设备的二次灌浆以及建筑物的梁、板、柱的补强加固等方面。

细骨料在灌浆料中的添加比例占到50%以上，在灌浆料中不仅起着骨架、传递应力的作用，还起着抑制收缩，防止开裂的作用。传统灌浆料的细骨料多采用石英砂及河砂等，目前此类砂价格昂贵，并且随着河砂等天然资源的无限制开采，优质河砂资源逐渐枯竭，机制砂已经和正在成为我们建材行业的主要砂源。若采用机制砂进行水泥基灌浆料的生产，不仅有利于缓解对匮乏河砂资源的滥采滥用，而且有利于机制砂在建材行业的发展，做到物尽其用，节能减排。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的首要目的是提供用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料；本发明加入的机制砂完全为细骨料，通过对机制砂粒径的选择，克服了难以大掺量利用细骨料及其易下沉、表面浮浆严重的问题，从而获得一种成本低廉，流动性好、均匀性高，塑性微膨胀无收缩、早强高强等性能优点的水泥基灌浆料。

为实现上述目的，本发明提出用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料；由下列原料按重量百分比组成：机制砂50-60%、普通硅酸盐水泥30-40%、粉煤灰3-6%、矿渣粉1-5%，纤维0.02-0.04%，重料0.1-0.14%、轻料3-5%；所述重料为聚羧酸减水剂干粉、消泡剂、保塑剂、防早期收缩剂及保水剂混合而成，轻料为快硬硫铝酸盐水泥、膨胀剂及石膏混合而成。

所述机制砂为干式制砂系统生产的砂，其粒径包括0-0.6mm和0.6-2.36mm二个级配区间的砂，所述二个级别机制砂按重量百分比组成，其分别为：20-26%、25-30%。

所述机制砂为干式制砂系统生产的砂，其粒径还包括2.36-4.75mm级配区间的砂，且2.36-4.75mm级的砂按重量百分比为0.5-8%。

所述机制砂的MB值<1.4，含水率<1.0%；所述0-0.6mm级别的机制砂石粉含量为4-8%。

所述重料由以下原料按重量百分比组成：

聚羧酸减水剂干粉 0.08-0.10%

消泡剂 0.005-0.010%

保塑剂 0.004-0.006%

防早期收缩剂 0.015-0.02%

保水剂 0.003-0.005%。

所述重料中聚羧酸减水剂干粉减水率为30-40%，消泡剂为聚醚类，保塑剂为葡萄糖酸钠或酒石酸，防早期收缩剂为塑性膨胀剂，保水剂为纤维素醚。

所述轻料由以下原料按重量百分比组成：

快硬硫铝酸盐水泥 1-3%

膨胀剂 1-1.2%

石膏 1-1.1%。

所述快硬硫铝酸盐水泥强度等级为42.5，膨胀剂优选为AC类，石膏为脱硫石膏。

所述普通硅酸盐水泥强度等级为42.5；所述粉煤灰等级优选为级；所述矿渣粉等级优选为S95级；所述纤维优选为长度3mm的聚丙烯纤维。

本水泥基灌浆料的制备方法步骤为：

1）机制砂处理：直接选取干式制砂系统生产的0-0.6mm、0.6-2.36mm、2.36-4.75mm三个级配区间的砂备用；

2）将轻料、重料中的组分按比例进行复配混合，干混3-5min后得到混合料A；

3）按配比将机制砂、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、矿渣粉、纤维、混合料A进行混合，干混3-5min后即制得。

有益效果：

本发明的水泥基灌浆料，经过各种性能实验和测试，具有如下特点和功能：

1）流动性好、均匀性高。使用时只需按比例加水充分搅拌均匀即可，静置不泌水，骨料不沉降，无表面浮浆现象、均匀性好，初始流动度为280-360mm，30min流动度为260-360mm，无需人工振捣，便能完全填充空间，实现自流平自密实。

2）塑性微膨胀无收缩、早强高强。1d竖向膨胀率为0.02-0.5%，硬化后填充部位无收缩，粘结处无缝、不松动，1d抗压强度20-40MPa，3d抗压强度40-70MPa，28d抗压强度60-100MPa，对钢筋无腐蚀、握裹力大，与旧混凝土粘结牢固，耐久性好。

3）本发明的细骨料100%采用机制砂。细骨料采用三个级配区间的机制砂进行高性能无收缩水泥基灌浆料的生产，解决了机制砂在水泥基灌浆料生产中难以大掺量利用及掺入后骨料易下沉、表面浮浆严重的问题。生产的水泥基灌浆料可广泛用于地脚螺栓锚固、设备的二次灌浆以及建筑物的梁、板、柱的补强加固等方面，若采用机制砂进行水泥基灌浆料的生产，不仅有利于缓解对匮乏河砂资源的滥采滥用，而且有利于机制砂在建材行业的发展，做到物尽其用，节能减排。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：一种用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料

本高性能无收缩水泥基灌浆料由机制砂、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、矿渣粉、纤维、重料（聚羧酸减水剂干粉、消泡剂、保塑剂、防早期收缩剂及保水剂混合而成）、轻料（快硬硫铝酸盐水泥、膨胀剂及石膏混合而成）混合而成，各种材料的配比为：

机制砂0-0.6mm 24%

机制砂0.6-2.36mm 25%

机制砂2.36-4.75mm 5%

P.O42.5水泥 35%

粉煤灰 6%

矿渣粉 1.854%

聚丙烯纤维 0.02%

聚羧酸减水剂 0.09%

葡萄糖钠保塑剂 0.0075%

消泡剂 0.006%

防早期收缩剂 0.0175%

纤维素醚保水剂 0.005%

R.SAC42.5水泥 1%

AC类膨胀剂 1%

石膏 1%

本实施例所得的水泥基灌浆料直接加水搅拌均匀后即可使用，其中水料重量比为0.13。

上述材料的复合使用，使得水泥基灌浆料具有自流性好、不沉降、不泌水、均匀性好、具有塑性微膨胀无收缩、早强、高强等性能。本实例产品主要用于对膨胀性能要求高、微膨胀、早强、高强的工程，如设备基础的二次灌浆、地脚螺栓锚固以及梁、板、柱的补强加固等工程。

实施例二：一种用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料

同实例一相同之处不再叙述，不同之处如下：

机制砂0-0.6mm 20%

机制砂0.6-2.36mm 25%

机制砂2.36-4.75mm 5%

P.O42.5水泥 36%

粉煤灰 6%

矿渣粉 4.35%

聚丙烯纤维 0.02%

聚羧酸减水剂 0.09%

葡萄糖钠保塑剂 0.0075%

消泡剂 0.006%

防早期收缩剂 0.0175%

纤维素醚保水剂 0.005%

R.SAC42.5水泥 1.5%

AC类膨胀剂 1%

石膏 1.004%

本实施例所得的水泥基灌浆料直接加水搅拌均匀后即可使用，其中水料重量比为0.135。

实施例三：一种用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料

同实例一相同之处不再叙述，不同之处如下：

机制砂0-0.6mm 26%

机制砂0.6-2.36mm 26%

机制砂2.36-4.75mm 8%

P.O42.5水泥 32%

粉煤灰 3%

矿渣粉 1.35%

聚丙烯纤维 0.03%

聚羧酸减水剂 0.08%

葡萄糖钠保塑剂 0.0075%

消泡剂 0.006%

防早期收缩剂 0.0175%

纤维素醚保水剂 0.003%

R.SAC42.5水泥 1.5%

AC类膨胀剂 1%

石膏 1.006%

本实施例所得的水泥基灌浆料直接加水搅拌均匀后即可使用，其中水料重量比为0.125。

实施例四：一种用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料

同实例一相同之处不再叙述，不同之处如下：

机制砂0-0.6mm 26%

机制砂0.6-2.36mm 29%

机制砂2.36-4.75mm 0%

P.O42.5水泥 34%

粉煤灰 5%

矿渣粉 1.356%

聚丙烯纤维 0.02%

聚羧酸减水剂 0.09%

酒石酸保塑剂 0.0075%

消泡剂 0.006%

防早期收缩剂 0.0175%

纤维素醚保水剂 0.003%

R.SAC42.5水泥 2.5%

AC类膨胀剂 1%

石膏 1%

本实施例所得的水泥基灌浆料直接加水搅拌均匀后即可使用，其中水料重量比为0.13。

实施例五：一种用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料

同实例一相同之处不再叙述，不同之处如下：

机制砂0-0.6mm 22%

机制砂0.6-2.36mm 28%

机制砂2.36-4.75mm 0%

P.O42.5水泥 36%

粉煤灰 6%

矿渣粉 3.356%

聚丙烯纤维 0.02%

聚羧酸减水剂 0.09%

酒石酸保塑剂 0.0075%

消泡剂 0.006%

防早期收缩剂 0.0175%

纤维素醚保水剂 0.003%

R.SAC42.5水泥 2.5%

AC类膨胀剂 1%

石膏 1%

本实施例所得的水泥基灌浆料直接加水搅拌均匀后即可使用，其中水料重量比为0.135。

以上各实施产品的原料组成参见表1，性能指标参见表2.

表1 各实施例中原料的重量百分比组成%

注：表中实例一、二、三保塑剂为葡萄糖酸钠，实例四、五保塑剂为酒石酸。

表2 各实施例产品的性能指标

本发明的水泥基灌浆料生产时，无须对机制砂进行预处理，经干式制砂系统生产筛分后的机制砂可直接使用，生产工艺简单；本发明产品按比例加水充分拌合后自流性好、不沉降、不泌水、均匀性好、具有塑性微膨胀无收缩、早强、高强等性能，全部以机制砂为细骨料，原材料成本低，充分利用工业副产品粉煤灰，具有良好的经济效益和社会效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用机制砂配制的高性能无收缩水泥基灌浆料；其特征在于：由下列原料按重量百分比组成：机制砂50-60%、普通硅酸盐水泥30-40%、粉煤灰3-6%、矿渣粉1-5%、纤维0.02-0.04%、重料0.1-0.14%和轻料3-5%；所述重料为聚羧酸减水剂干粉、消泡剂、保塑剂、防早期收缩剂及保水剂混合而成，轻料为快硬硫铝酸盐水泥、膨胀剂及石膏混合而成。

2.根据权利要求1所述的水泥基灌浆料；其特征在于：所述机制砂为干式制砂系统生产的砂，其粒径包括0-0.6mm和0.6-2.36mm二个级配区间的砂，所述二个级别机制砂按重量百分比组成，其分别为：20-26%、25-30%。

3.根据权利要求2所述的水泥基灌浆料；其特征在于：所述机制砂为干式制砂系统生产的砂，其粒径还包括2.36-4.75mm级配区间的砂，且2.36-4.75mm级的砂按重量百分比为0.5-8%。

4.根据权利要求3所述的水泥基灌浆料；其特征在于：所述机制砂的MB值<1.4，含水率<1.0%；所述0-0.6mm级别的机制砂石粉含量为4-8%。

5.根据权利要求1所述的水泥基灌浆料；其特征在于：所述重料由以下原料按重量百分比组成：

聚羧酸减水剂干粉 0.08-0.10%

消泡剂 0.005-0.010%

保塑剂 0.004-0.006%

防早期收缩剂 0.015-0.02%

保水剂 0.003-0.005%。

6.根据权利要求5所述的水泥基灌浆料；其特征在于：所述重料中聚羧酸减水剂干粉减水率为30-40%，消泡剂为聚醚类，保塑剂为葡萄糖酸钠或酒石酸，防早期收缩剂为塑性膨胀剂，保水剂为纤维素醚。

7.根据权利要求1所述的水泥基灌浆料；其特征在于：所述轻料由以下原料按重量百分比组成：

快硬硫铝酸盐水泥 1-3%

膨胀剂 1-1.2%

石膏 1-1.1%。

8.根据权利要求7所述的水泥基灌浆料；其特征在于：所述快硬硫铝酸盐水泥强度等级为42.5，膨胀剂优选为AC类，石膏为脱硫石膏。

9.根据权利要求1所述的水泥基灌浆料；其特征在于：所述普通硅酸盐水泥强度等级为42.5；所述粉煤灰等级优选为级；所述矿渣粉等级优选为S95级；所述纤维优选为长度3mm的聚丙烯纤维。

10.制作如权利要求1至9任一所述的水泥基灌浆料的方法；其特征在于包括以下步骤：

1）机制砂处理：直接选取干式制砂系统生产的0-0.6mm、0.6-2.36mm、2.36-4.75mm三个级配区间的砂备用；

2）将轻料、重料中的组分按比例进行复配混合，干混3-5min后得到混合料A；

3）按配比将机制砂、普通硅酸盐水泥、粉煤灰、矿渣粉、纤维、混合料A进行混合，干混3-5min后即制得。