CN107337402A - 一种多功能复合灌浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能复合灌浆料，该灌浆料由下述按重量份的原料经充分搅拌均匀制得：超细水泥2640~2760份、改性纳米级钙粉尘50~80份、聚羧酸减水剂17~25份、超细钢渣粉60~120份、超细高钙粉煤灰75~120份、超细氟石膏粉10~20份、次纳米级聚合物0.1~0.3份，硅酸镁铝1~3份。本发明配方合理、生产成本低、工作性能好，易于加工，环保节能无污染，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及裂缝裂隙处理技术领域，尤其涉及一种多功能复合灌浆料。
背景技术
水泥作为灌浆材料具有强度高、耐久性好、无毒、无味、材料来源广泛便利、价格低廉等优点，一般灌浆、注浆多采用普通水泥。但普通水泥粒径较大，粗颗粒较多，当水灰比较大时浆液的稳定性差、易析水回浓，不能有效灌入细微裂隙(0.1mm)，特别是针对极细微裂隙（0.02mm）的灌浆。另外，强度发展慢，抗渗抗腐蚀性差致使耐久性差，影响结构稳定性和使用寿命，因此，普通水泥难以满足工程要求。
自从80年代初日本研制成功MC-500型超细水泥以来，由于其浆液稳定性好，流动性比普通水泥有显著改善，并在固结时几乎不析出水，具有良好的防渗固结效果，达到和化学浆液相似的可灌性，其结石强度大大高于化学浆材，无污染、不老化、价格低廉，因而一出现便在许多国家得到了广泛的推广应用。
近几年来，国内一些企业在高校和研究院的技术支持下，陆续生产出一批质量很高的超细水泥灌浆料，并成功应用于水电、地铁、隧道、矿山等方面的防渗补强施工，取得了良好的社会效益和经济效益。但目前该类材料主要是硅酸盐系列超细水泥或者在该超细水泥中加高效减水剂、膨胀剂等改性剂制成的改性材料一起粉磨加工而成，这样直接导致的弊端：一是若一旦生产出的产品存在缺陷、不足时，不易及时扭转困局，甚至有可能根本无法纠正缺陷，只能报废。而众所周知，新型高性能超细水泥基灌浆料较贵，势必造成一定的经济损失。二是由于各物料的耐磨性、耐热性(磨内温度一般都大于200℃)、在潮热环境下挥发性不同等等，导致部分易磨性好的品种物料细度早达到技术要求，而难易粉磨的物料还很粗，远远达不到技术要求，加之若有耐热性差导致有效性发生变化等等状况，都会使加工出来的产品质量性能大大打折扣。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种配方合理、原材料易得且成本低廉、不仅工作性能好而且节能减排、保护环境、环境友好型的多功能复合灌浆料。
为解决上述问题，本发明所述的一种多功能复合灌浆料，其特征在于：该灌浆料由下述按重量份的原料经充分搅拌均匀制得：超细水泥2640~2760份、改性纳米级钙粉尘50~80份、聚羧酸减水剂17~25份、超细钢渣粉60~120份、超细高钙粉煤灰75~120份、超细氟石膏粉10~20份、次纳米级聚合物0.1~0.3份，硅酸镁铝1~3份。
所述超细水泥是指碱含量0.6%以下、铝酸钙含量为6.5%~7.0%、硅酸三钙含量为50%~60%、硅酸二钙和硅酸三钙合计含量为73%~77%、细度 1200目以上的普通硅酸盐水泥。
所述改性纳米级钙粉尘是指高炉冶炼过程中随着煤气携带出的原料粉尘及高温区激烈反应然后在低温区凝聚而成细小的非晶态球形颗粒，经干式除尘而得到的产物置于湿度为50%~70%、温度为10℃~20℃的室内进行陈化处理所得的材料。
所述聚羧酸减水剂的减水率大于35%。
所述超细钢渣粉是指由氧气顶吹转炉炼钢或在电弧炼钢所得的工业副产品钢渣经过喷水冷却，然后自然晾晒陈化半月后，再经过破碎、筛选、烘干和粉磨工序，并在各工序前进行除铁工艺制成的比表面积为700~900m2／kg 、f-CaO含量为3~6%、MgO含量为4~8%、细度大于1000目的微细粉。
所述超细高钙粉煤灰是指火力发电厂采用褐煤、次烟煤作为燃料而排放并经干法收尘所得的比表面积为800~1000m2／kg、CaO含量为20~40%、f-CaO含量为5~9%、细度大于1500目的微细粉。
所述超细氟石膏粉是指将干燥氟石膏粉磨成细度大于1200目、SO3≥40%的微细粉。
所述次纳米级聚合物是指将聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、甲基纤维素醚按照1：1：2的重量比混合粉磨而得的细度为＞1000目的混合物。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明由于采用分类粉磨分别贮存，可灵活调整配伍，几乎不浪费材料，从而达到零排放、零污染、零浪费的目的，符合国家倡导的绿色环保友好型产业政策。
2、本发明有效引进了多种工业废料，且原材料易得、设计配方合理、易于加工，响应了绿色环境、构建和谐社会，充分利用再生资源，确保不受二次污染“节约型”的社会体系，而且成本低廉。
3、本发明中添加有改性纳米级钙粉尘，具有一定的减水功能，填充密实性，主要增强早期抗压强度及改善抗渗抗腐蚀性能。
由于具有以下几点:一是袋式收尘器从尾气过滤过程中得到的纳米级钙粉尘是球形的，其平均粒径为0.1微米，比表面积为20~25m2/g，可改善浆体流动性，极易在微隙中渗透；二是其活性特别高，所以必须经过改性处理降低其活性，而保存其滚珠效应和纳米级优势；三是具有一定的减水性。
4、本发明中由于添加了超细钢渣粉、超细高钙粉煤灰、超细氟石膏粉，不仅可填充空隙增加密实度，提高早期强度，还具有一定的减水性，微膨胀、提升后期强度的增长性、抗渗性。
5、本发明中添加有自制次纳米级聚合物，增强了粘结性，可降低收缩。
6、本发明中添加了硅酸镁铝，提高了浆体的稳定性、流动性、可灌性。
7、本发明可用于混凝土路面裂缝及道路基础的灌浆加固；大型或高层建筑物的地基加固；开挖地铁、隧道、矿井等地下工程时的地下土层填充固化处理，以降低开挖难度，加快工程进度，提高工作效率；大型设备地脚螺栓与机座的二次灌浆；加固和提高松软土及岩石的力学性能；公路、桥梁、机场跑道等地基下陷的补浆加固；复杂地层的流沙层固沙及淤泥质图层的固结等。
具体实施方式
实施例1 一种多功能复合灌浆料，该灌浆料由下述按重量份（kg）的原料经充分搅拌均匀制得：超细水泥2760份、改性纳米级钙粉尘50份、聚羧酸减水剂25份、超细钢渣粉60份、超细高钙粉煤灰94份、超细氟石膏粉10份、次纳米级聚合物0.1份，硅酸镁铝1份。
实施例2 一种多功能复合灌浆料，该灌浆料由下述按重量份（kg）的原料经充分搅拌均匀制得：超细水泥2700份、改性纳米级钙粉尘72份、聚羧酸减水剂23份、超细钢渣粉113份、超细高钙粉煤灰75份、超细氟石膏粉15份、次纳米级聚合物0.1份，硅酸镁铝2份。
实施例3 一种多功能复合灌浆料，该灌浆料由下述按重量份（kg）的原料经充分搅拌均匀制得：超细水泥2670份、改性纳米级钙粉尘80份、聚羧酸减水剂17份、超细钢渣粉93份、超细高钙粉煤灰120份、超细氟石膏粉20份、次纳米级聚合物0.2份，硅酸镁铝2份。
实施例4 一种多功能复合灌浆料，该灌浆料由下述按重量份（kg）的原料经充分搅拌均匀制得：超细水泥2700份、改性纳米级钙粉尘58份、聚羧酸减水剂22份、超细钢渣粉112份、超细高钙粉煤灰89份、超细氟石膏粉18份、次纳米级聚合物0.1份，硅酸镁铝2份。
实施例5 一种多功能复合灌浆料，该灌浆料由下述按重量份（kg）的原料经充分搅拌均匀制得：超细水泥2690份、改性纳米级钙粉尘70份、聚羧酸减水剂22份、超细钢渣粉100份、超细高钙粉煤灰102份、超细氟石膏粉13份、次纳米级聚合物0.3份，硅酸镁铝1份。
实施例6 一种多功能复合灌浆料，该灌浆料由下述按重量份（kg）的原料经充分搅拌均匀制得：超细水泥2710份、改性纳米级钙粉尘64份、聚羧酸减水剂24份、超细钢渣粉70份、超细高钙粉煤灰112份、超细氟石膏粉18份、次纳米级聚合物0.2份，硅酸镁铝2份。
实施例7 一种多功能复合灌浆料，该灌浆料由下述按重量份（kg）的原料经充分搅拌均匀制得：超细水泥2640份、改性纳米级钙粉尘80份、聚羧酸减水剂19份、超细钢渣粉120份、超细高钙粉煤灰120份、超细氟石膏粉20份、次纳米级聚合物0.3份，硅酸镁铝3份。
上述实施例1~7中，超细水泥是指碱含量0.6%以下、铝酸钙含量为6.5%~7.0%、硅酸三钙含量为50%~60%、硅酸二钙和硅酸三钙合计含量为73%~77%、细度 1200目以上的普通硅酸盐水泥。
改性纳米级钙粉尘是指高炉冶炼过程中随着煤气携带出的原料粉尘及高温区激烈反应然后在低温区凝聚而成细小的非晶态球形颗粒，经干式除尘而得到的产物置于湿度为50%~70%、温度为10℃~20℃的室内进行陈化处理所得的材料。
聚羧酸减水剂的减水率大于35%。
超细钢渣粉是指由氧气顶吹转炉炼钢或在电弧炼钢所得的工业副产品钢渣经过喷水冷却，然后自然晾晒陈化半月后，再经过破碎、筛选、烘干和粉磨工序，并在各工序前进行除铁工艺制成的比表面积为700~900m2／kg 、f-CaO含量为3~6%、MgO含量为4~8%、细度大于1000目的微细粉。
超细高钙粉煤灰是指火力发电厂采用褐煤、次烟煤作为燃料而排放并经干法收尘所得的比表面积为800~1000m2／kg、CaO含量为20~40%、f-CaO含量为5~9%、细度大于1500目的微细粉。
超细氟石膏粉是指将干燥氟石膏粉磨成细度大于1200目、SO3≥40%的微细粉。
次纳米级聚合物是指将聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、甲基纤维素醚按照1：1：2的重量比混合粉磨而得的细度为＞1000目的混合物。
Claims (8)
1.一种多功能复合灌浆料，其特征在于：该灌浆料由下述按重量份的原料经充分搅拌均匀制得：超细水泥2640~2760份、改性纳米级钙粉尘50~80份、聚羧酸减水剂17~25份、超细钢渣粉60~120份、超细高钙粉煤灰75~120份、超细氟石膏粉10~20份、次纳米级聚合物0.1~0.3份，硅酸镁铝1~3份。
2.如权利要求1所述的一种多功能复合灌浆料，其特征在于：所述超细水泥是指碱含量0.6%以下、铝酸钙含量为6.5%~7.0%、硅酸三钙含量为50%~60%、硅酸二钙和硅酸三钙合计含量为73%~77%、细度 1200目以上的普通硅酸盐水泥。
3.如权利要求1所述的一种多功能复合灌浆料，其特征在于：所述改性纳米级钙粉尘是指高炉冶炼过程中随着煤气携带出的原料粉尘及高温区激烈反应然后在低温区凝聚而成细小的非晶态球形颗粒，经干式除尘而得到的产物置于湿度为50%~70%、温度为10℃~20℃的室内进行陈化处理所得的材料。
4.如权利要求1所述的一种多功能复合灌浆料，其特征在于：所述聚羧酸减水剂的减水率大于35%。
5.如权利要求1所述的一种多功能复合灌浆料，其特征在于：所述超细钢渣粉是指由氧气顶吹转炉炼钢或在电弧炼钢所得的工业副产品钢渣经过喷水冷却，然后自然晾晒陈化半月后，再经过破碎、筛选、烘干和粉磨工序，并在各工序前进行除铁工艺制成的比表面积为700~900m2／kg 、f-CaO含量为3~6%、MgO含量为4~8%、细度大于1000目的微细粉。
6.如权利要求1所述的一种多功能复合灌浆料，其特征在于：所述超细高钙粉煤灰是指火力发电厂采用褐煤、次烟煤作为燃料而排放并经干法收尘所得的比表面积为800~1000m2／kg、CaO含量为20~40%、f-CaO含量为5~9%、细度大于1500目的微细粉。
7.如权利要求1所述的一种多功能复合灌浆料，其特征在于：所述超细氟石膏粉是指将干燥氟石膏粉磨成细度大于1200目、SO3≥40%的微细粉。
8.如权利要求1所述的一种多功能复合灌浆料，其特征在于：所述次纳米级聚合物是指将聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、甲基纤维素醚按照1：1：2的重量比混合粉磨而得的细度为＞1000目的混合物。
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