CN107746232A - 一种公路涵洞灌浆料及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种公路涵洞灌浆料及其生产方法，由以下重量份数的原料组成：粉状体母料45～55，骨料45～55，减水剂0.1～0.5，防沉剂0.02～0.06，消泡剂0.03～0.1，抗裂纤维0.10～0.50。通过复合掺合料、高强骨料、高分子聚合物等材料的作用，使灌浆材料在一定水灰比条件下达到浆体具有良好的流动性，在自重条件下能够全部充满整个填充空间，并在施工过程中自动消除浆体内部和表面的气泡，提高浆体硬化后的密实度、抗渗性。通过高分子聚合物的作用，使浆体的强度调节到使用强度要求，在优化级配的骨料共同作用下，抗折强度明显提高，降低弹性模量，使硬化后的浆体抗震性能更为优异。

Description

一种公路涵洞灌浆料及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种灌浆水泥料及其生产方法，具体的说是一种公路涵洞灌浆料及其生产方法。

背景技术

目前公路涵洞混凝土在基础设施建设过程中发挥很大的作用，但远远不能满足这些精、细、小部位的要求。主要表现在流动小、凝结时间长、收缩性大、填充效果不好的弊端，而以普通水泥作胶凝材料的灌浆材料存在凝结时间长，易发生沉缩的情况。普通灌浆料一般注重于抗压强度，而抗折强度较低，造成压折比高，不利于抗性能的提高。在不停产或限时停产条件下不能达到使用的技术要求，因此市场上期待具有小时强度高、长期性能稳定的自动流平高强度性能的灌浆材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种公路涵洞灌浆料及其生产方法，通过灌浆料中的复合掺合料、高强骨料、高分子聚合物等材料的作用，使灌浆材料在一定水灰比条件下达到浆体具有良好的流动性，在自重条件下能够全部充满整个填充空间，并在施工过程中自动消除浆体内部和表面的气泡，提高浆体硬化后的密实度、抗渗性。通过高分子聚合物的作用，使浆体的强度调节到使用强度要求，在优化级配的骨料共同作用下，抗折强度明显提高，降低弹性模量，使硬化后的浆体抗震性能更为优异。

本发明是这样实现的：

本发明是技术方案是如下：

一种公路涵洞灌浆料，由以下重量份数的原料组成：

粉状体母料 45～55；

骨料 45～55；

减水剂 0.10～0.50；

防沉剂 0.02～0.06；

消泡剂 0.03～0.10；

抗裂纤维 0.10～0.50；

所述的粉状体母料由50～80%硫铝熟料、8～20%的硬石膏和0～30%的石灰石组成；

所述的骨料为重量比石英砂1:炼铁废渣:2碳酸钙石渣:3的组合。

所述的减水剂为聚羧酸减水剂；

所述的防沉剂为甲基丙磺酸聚合物；

所述的消泡剂为有机硅化合物；

所述的抗裂纤维为PAN抗裂纤维、聚丙烯抗裂纤维、聚丙烯腈抗裂纤维的其中一种或多种。

上述的公路涵洞灌浆料的生产方法，包括以下步骤：

（1）粉状体母料的生产：把硫铝熟料、石灰石、硬石膏分别用破碎机破碎，破碎后的硫铝熟料、石灰石、硬石膏分别搅拌均匀，按照上述比例加入到研磨机中，研磨使物料的比表面积为430～470cm²/g，得到粉状体母料，放入均化器中进行均化处理；

（2）按比例往高速混合机中加入均化过的粉状体母料、骨料、减水剂、防沉剂、消泡剂和抗裂纤维，混合均匀，经包装机计量包装，得到硫铝酸盐基高强灌浆料。

通过加入硬石膏和少量石灰石，抑制胶凝材料后期强度倒缩，并提高抗折强度，稳定浆体微膨胀性能。

通过优化骨料的颗粒级配，使浆体内部填充性能更为合理，降低浆体硬化后的孔隙率，在施工过程中避免出现浆体分层，达到匀质的目的。

通过引入减水剂，防沉剂、消泡剂，抗裂纤维使粉料在加入较少的水（低水料比）的情况下，达到高流动、自流平、自动消泡、自密实、不泌水、不离析分层和具有较好的抗拉强度的浆体结构。

本发明使用防沉剂甲基丙磺酸聚合物（AMPS），是一种优良的水泥浆防沉降剂，尤其适用于过分散水泥浆体系。该外加剂同时具有控制水泥浆游离液的作用。一般情况下，添加有AMPS聚合物的水泥浆在受热后均表现出较强的分散作用，TAS-157可有效抵消这种由于其它外加剂(包括强分散型缓凝剂等)的副作用引起的过分散影响，防止水泥浆中产生颗粒沉降。另外，在加重体系中TAS-157可在不影响地面配浆的情况下实现对铁矿粉等加重材料沉降的有效控制。并且，对于低水灰比低密度体系，TAS-157在防止固相分层的同时可有效控制水泥浆的游离水。本发明使用天津宝恩化工科技有限公司的产品，（http://www.baoenchem.cn/products/）。

本发明使用抗裂纤维一是优良的保水能力，二是对砂浆稠度和触变性的影响，三是与水泥的相互作用。纤维素醚的保水作用，取决于基层的吸水性，砂浆的组成，砂浆的层厚，砂浆的需水量，凝结材料的凝结时间。就纤维素醚本身的保水性则来自于纤维素醚本身的溶解性和去水化作用。众所周知，纤维素分子链虽然含有大量水化性很强的OH基，但其本身并不溶于水，这是因为纤维素结构有高度的结晶性。单靠羟基的水化能力还不足以支付分子间强大的氢键和范德华力。所以在水中只溶胀不溶解，当分子链中引入取代基时，不但取代基破坏了氢链，而且因相邻链间取代基楔入而破坏链间氢键，取代基越大拉开分子间距离越大。破坏氢键效应越大，纤维素晶格膨化后，溶液进入，纤维素醚成为水溶性，形成高粘度溶液。当温度升高时，高分子水化作用减弱，而链间的水被逐出。当去水作用充分时，分子开始聚集，形成三维网状结构凝胶折出。良好的保水能力使水泥水化更加完全，可以改善湿砂浆的湿粘性，提高砂浆的粘结强度，可调整时间。

本发明使用消泡剂为有机硅化合物，主要是聚硅氧烷。聚硅氧烷是由许多含双键的单体聚合而成的链状、环状或网状的高分子化合物，通常称为硅酮。它的结构特点是含有一个硅、氧原子交替排列的基本骨架，每个硅原子上都连有有机基团。聚硅氧烷中的硅氧键具有高稳定性。在商品硅酮中，有机基团是甲基、较长的烷基、氟代烷基、苯基、乙烯基和一些其他基团。这类聚合物耐高温和低温，防水，防潮，对化学药品稳定，并有优良的介电性能。

聚羧酸盐减水剂：采用HSPC－8A和HSPC－8B聚羧酸系高性能减水剂，它是由湖北省化学研究院研制开发的新一代高性能减水剂，是第三代高性能减水剂。其主要成分为改性聚羧酸系聚合物，技术经济指标优越，是萘系减水剂的理想替代产品，它具有减水率高、砼流动性佳、保塑性好、强度高、耐久性优越、环保等其他外加剂所无法比拟的优点。

HSPC-8A 外观形态：液体 颜 色：淡黄色 有效物：20.0±1.0%； 比 重：1.06±0.02g/ml pH 值：6.0±0.1 碱 含 量∶≤1.8% 氯离子含量∶≤0.2% 水泥净浆流动度∶≥260mmHSPC-8B 外观形态：液体 颜 色：淡棕黄色 有效物：15.0±1.0%； 比 重：1.05±0.02g/ml pH 值：7.0±0.1 碱 含 量∶≤2.0% 氯离子含量∶≤0.2% 水泥净浆流动度∶≥240mm。

聚羧酸（盐）减水剂的分子是通过“分子设计”人为形成的“梳状”或“树枝状”结构，及在分子主链上接有许多个有一定长度和刚度的支链（侧链）。在主链上也有能使水泥颗粒带电的磺酸盐或其它基团，可以起到传统减水剂的作用，更重要的是一旦主链吸附在水泥颗粒表面后，支链与其它颗粒表面的支链形成立体交叉，阻碍了颗粒相互接近，从而达到分散（即减水）作用。这种空间位阻作用不以时间延长而弱化，因此，聚羧酸减水剂的分散作用更为持久。

本发明具有以下的优点：

1、本发明公路涵洞灌浆料能任意调节浆体凝结时间和限时强度，更具有快速修补和快速投产的特点。

2、本发明浆体内部填充性能更为合理，降低浆体硬化后的孔隙率，在施工过程中避免出现浆体分层，达到匀质的目的。

3、本发明粉料在加入较少的水（低水料比）的情况下，达到高流动、自流平、自动消泡、自密实、不泌水、不离析分层的浆体结构，可节约调浆用水。

4、本发明本灌浆料能够抑制胶凝材料后期强度倒缩，并提高抗折强度，稳定浆体微膨胀性能。

5、本发明采用特定率值的硫铝酸盐水泥熟料进行粉磨，实现高强、早强、微膨胀性能。

具体实施方式

实施例1

硬石膏、石灰石、硫铝熟料分别破碎，过60目筛，取过60目筛的硬石膏粉15kg，石灰石10kg，硫铝熟料70kg加入到研磨机中研磨至比表面积为450cm2/g，停止研磨，转移入均化器中，均化处理15min，转移入高速混合机中，加入100kg骨料（骨料为重量比石英砂1:炼铁废渣:2碳酸钙石渣:3的组合）、减水剂聚羧酸减水剂0.4kg、防沉剂甲基丙磺酸聚合物0.07kg、消泡剂0.1kg和抗裂纤维有机硅化合物聚硅氧烷0.3kg，混合均匀，得到硫铝酸盐基高强灌浆料。

表1是实施例1所得产品的性能测试结果：

表1：

实施例2

硬石膏、石灰石、硫铝熟料分别破碎，过60目筛，取过60目筛的硬石膏粉15.3kg，石灰石10.3kg，硫铝熟料71.4kg加入到研磨机中研磨至比表面积为450cm²/g，停止研磨，转移入均化器中，均化处理15min，转移入高速混合机中，加入96kg骨料（骨料为重量比石英砂1:炼铁废渣:2碳酸钙石渣:3的组合）、减水剂聚羧酸减水剂0.5kg、防沉剂甲基丙磺酸聚合物0.08kg、消泡剂有机硅化合物聚硅氧烷0.14kg和抗裂纤维聚丙烯腈0.36kg，混合均匀，得到硫铝酸盐基高强灌浆料。

表2是实施例2所得产品的性能测试结果：

表2：

综上可见，本申请的产品均符合行业标准。

Claims (2)

1.一种公路涵洞灌浆料，其特征在于：包括以下重量份数的原料：

粉状体母料 45～55；

骨料 45～55；

减水剂 0.10～0.50；

防沉剂 0.02～0.06；

消泡剂 0.03～0.10；

抗裂纤维 0.10～0.50；

所述的粉状体母料由50～80%硫铝熟料、8～20%的硬石膏和0～30%的石灰石组成；

所述的骨料为重量比石英砂1:炼铁废渣:2碳酸钙石渣:3的组合；

所述的减水剂为聚羧酸减水剂；

所述的防沉剂为甲基丙磺酸聚合物；

所述的消泡剂为有机硅化合物；

所述的抗裂纤维为PAN抗裂纤维、聚丙烯抗裂纤维、聚丙烯腈抗裂纤维的其中一种或多种。

2.如权利要求1所述的公路涵洞灌浆料，其特征在于：其生产方法包括以下步骤：

（1）粉状体母料的生产：把硫铝熟料、石灰石、硬石膏分别用破碎机破碎，破碎后的硫铝熟料、石灰石、硬石膏分别搅拌均匀，按照上述比例加入到研磨机中，研磨使物料的比表面积为430～470cm²/g，得到粉状体母料，放入均化器中进行均化处理；

（2）按重量比例往高速混合机中加入均化过的粉状体母料、骨料、减水剂、防沉剂、消泡剂和抗裂纤维，混合均匀，经包装机计量包装，得到硫铝酸盐基高强灌浆料。