CN108164196B - 环氧砂浆及其制备方法和在顶管施工中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环氧砂浆及其制备方法和在顶管施工中的应用，属于环氧砂浆技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种早期强度较高的环氧砂浆。该环氧砂浆由以下重量份的组分组成：环氧树脂：25～40份；二丁酯：2～6份；乙二胺：3～8份；水泥：25～45份；中砂：120～200份。本发明的环氧砂浆中无需额外添加早强剂，就能达到早期强度高的技术效果，主要力学性能优良，经试块试压，24小时抗压强度能达到60MPa，较普通砂浆有显著提高。从长期来看该环氧砂浆比一般砂浆有更好的抗老化和碳化性，从环保来看节约了材料的浪费，从企业效益来看，提高了企业的技术水平和科技竞争力，经济上为企业节约了材料和工期。
Description
技术领域
本发明涉及环氧砂浆及其制备方法和在顶管施工中的应用，属于环氧砂浆技术领域。
背景技术
顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。该技术是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。
顶管施工有许多优点，但施工时不可避免地要陈述地层形变和地面沉降。在实际施工中，顶管之后为了防止地基沉降和处理软弱地基，普遍采用一般的水泥砂浆防止地基沉降，从而上涨地基承载力，减小沉降量，消除或部分消除土的湿陷性或液化性，而在如今，随着科技水平的提高和施工技术的提升，一般性的水泥砂浆越来越多的问题被发现。特别是早期强度问题，一般砂浆的前期强度提升较慢，无法很好的防止地基沉降，限制了工程的进度，不仅不能提高经济效益，还延误了工期。
比如，申请号为201510332764.5的发明专利公开了一种柔韧致密建筑砂浆及其制备方法，通过合理调整砂浆配合比中丁腈橡胶、丙酮、聚酰胺脂等各种材料的用量，达到提高橡胶环氧砂浆强度和断裂应变，控制凝结时间，改善施工性能的目的。该砂浆除具有较高的强度外，还具有良好的柔韧性、致密性和施工和易性等特点。但是，该砂浆的前期强度提升速度较慢，限制了工程的进度，不仅不能提高经济效益，还延误了工期，且在热膨胀实验中的热膨胀系数也比一般混凝土偏大。抗老化和抗碳化的性能也不如混凝土。采用该砂浆，并不能有效的防止顶管后的地基沉降。
申请号为201410194661.2的发明专利公开了快速施工公路修补料及其制备方法和使用方法，该修补料包括22～33份的环氧树脂、2～5份的邻苯二甲酸二丁酯、10～20份的乙二胺、2～5份的丙酮、40～60份的填料，其中填料包括20～30份的石英砂和20～30份的水泥。该修补料具有普通水泥混凝土的抗压强度和抗折强度，又有成型时间段和摊铺温度低的优点。但是，该修补料依旧具有前期强度较低的缺陷，用于顶管施工中，依旧无法很好的防止顶管后的地基沉降。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种早期强度较高的环氧砂浆。
本发明的环氧砂浆，由以下重量份的组分组成：环氧树脂：25～40份；二丁酯：2～6份；乙二胺：3～8份；水泥：25～45份；中砂：120～200份。
优选的，由以下重量份的组分组成：环氧树脂：30～35份；二丁酯：3～5份；乙二胺：4～6份；水泥：30～36份；中砂：150～170份。
作为优选方案，由以下重量份的组分组成：环氧树脂：32.5份；二丁酯：4份；乙二胺：5份；水泥：33份；中砂：159份。
优选的，所述水泥为425水泥。
优选的，所述二丁酯为邻苯二甲酸二丁酯。
本发明解决的第二个技术问题是提供环氧砂浆的制备方法。
本发明环氧砂浆的制备方法，其步骤如下：
1)将环氧树脂和二丁酯加热拌和，控制温度为40～65℃，混匀后，将温度降为30～38℃，加入乙二胺，混匀，得到环氧胶液；
2)将水泥和中砂混匀后，放入环氧胶液，继续拌和均匀，得到环氧砂浆。
本发明还提供本发明所述的环氧砂浆在顶管施工中的应用。
本发明环氧砂浆，可以应用在顶管施工中，可以很好地处理顶管地基沉降。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明的环氧砂浆中无需额外添加早强剂，就能达到早期强度高的技术效果，主要力学性能优良，经试块试压，24小时抗压强度能达到60MPa，较普通砂浆有显著提高。
2)本发明的环氧砂浆具有柔韧性良好，与混凝土的匹配和耐久性优良，具有良好的抗老化和抗碳化性能，其线性热膨胀系数比普通砂浆更低，与混凝土基本一致。从长期来看该环氧砂浆比一般砂浆有更好的抗老化和碳化性，从环保来看节约了材料的浪费，从企业效益来看，提高了企业的技术水平和科技竞争力，经济上为企业节约了材料和工期。
具体实施方式
本发明解决的技术问题是提供一种早期强度较高的环氧砂浆。
本发明的环氧砂浆，由以下重量份的组分组成：环氧树脂：25～40份；二丁酯：2～6份；乙二胺：3～8份；水泥：25～45份；中砂：120～200份。
优选的，由以下重量份的组分组成：环氧树脂：30～35份；二丁酯：3～5份；乙二胺：4～6份；水泥：30～36份；中砂：150～170份。
作为优选方案，由以下重量份的组分组成：环氧树脂：32.5份；二丁酯：4份；乙二胺：5份；水泥：33份；中砂：159份。
本发明的环氧砂浆，通过特定的配比以及特定的含量，各组分相互相成，协同增效，能够在不添加早强剂的前提下，提高环氧砂浆的早期强度，经试块试压，24小时的抗压强度能达到60MPa，较普通砂浆具有显著的提高。
常用的水泥均适用于本发明。为了提高环氧砂浆的强度，优选的，所述水泥为425水泥。425水泥为抗压强度为42.5MPa的水泥。
优选的，所述二丁酯为邻苯二甲酸二丁酯。
本发明的中砂为粒径在0.5mm-0.25mm范围内碎屑物。
本发明解决的第二个技术问题是提供环氧砂浆的制备方法。
本发明环氧砂浆的制备方法，其步骤如下：
1)将环氧树脂和二丁酯加热拌和，控制温度为40～65℃，混匀后，将温度降为30～38℃，加入乙二胺，混匀，得到环氧胶液；
2)将水泥和中砂混匀后，放入环氧胶液，继续拌和均匀，得到环氧砂浆。
由于本发明的环氧砂浆固结时间短，因此制备完成后，最好马上进行压浆施工。
本发明还提供本发明所述的环氧砂浆在顶管施工中的应用。
本发明环氧砂浆，可以应用在顶管施工中，可以很好地处理顶管地基沉降。
本发明环氧砂浆，用在顶管施工中，使用时，由于该环氧砂浆固结时间较普通砂浆更快，配置后需要尽快通过压浆泵将浆液压入管道间隙，配置好的浆液必须在一小时能压送完毕。压浆中，应控制好压入压力，最好控制在0.15mpa左右。压浆中，需随时检查压浆泵，和相关设备，防止出现砂浆堵塞，砂浆不均，等情况的出现。压浆的顺序应中管道中段上步开始，逐步想两侧挤压，在管道两端用相应砼或者砖墙封堵，在端头上下位置，分别预留出2个出浆孔。压浆过程中，待两端上下出浆孔出浆饱满有力时，才能将出浆孔封堵完毕。压浆结束，清洗相应设备，防止材料污染设备，做好污水的排放。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
按以下重量份的配比配制环氧砂浆：环氧树脂：32.5份、邻苯二甲酸二丁酯：4份、乙二胺：5份、425水泥：33份、中砂：159份。
具体的配制方法为：将环氧树脂和二丁酯加热拌和，控制温度为60℃，混匀后，将温度降为35℃，加入乙二胺，混匀，得到环氧胶液；将水泥和中砂混匀后，放入环氧胶液，继续拌和均匀，得到环氧砂浆。
实施例2
按以下重量份的配比配制环氧砂浆：环氧树脂：25份、邻苯二甲酸二丁酯：2份、乙二胺：3份、425水泥：25份、中砂：120份。
具体的配制方法为：将环氧树脂和二丁酯加热拌和，控制温度为40℃，混匀后，将温度降为30℃，加入乙二胺，混匀，得到环氧胶液；将水泥和中砂混匀后，放入环氧胶液，继续拌和均匀，得到环氧砂浆。
实施例3
按以下重量份的配比配制环氧砂浆：环氧树脂：40份、邻苯二甲酸二丁酯：6份、乙二胺：8份、425水泥：45份、中砂：200份
具体的配制方法为：将环氧树脂和二丁酯加热拌和，控制温度为65℃，混匀后，将温度降为38℃，加入乙二胺，混匀，得到环氧胶液；将水泥和中砂混匀后，放入环氧胶液，继续拌和均匀，得到环氧砂浆。
实施例4
按以下重量份的配比配制环氧砂浆：环氧树脂：30份、邻苯二甲酸二丁酯：3份、乙二胺：4份、425水泥：30份、中砂：150份
具体的配制方法为：将环氧树脂和二丁酯加热拌和，控制温度为60℃，混匀后，将温度降为35℃，加入乙二胺，混匀，得到环氧胶液；将水泥和中砂混匀后，放入环氧胶液，继续拌和均匀，得到环氧砂浆。
实施例5
按以下重量份的配比配制环氧砂浆：环氧树脂：35份、邻苯二甲酸二丁酯：5份、乙二胺：6份、425水泥：36份、中砂：170份
对比例1
按照专利CN201410194661.2中实施例10记载的组分配制环氧砂浆：环氧树脂：33份、邻苯二甲酸二丁酯：5份、乙二胺：20份、丙酮：5份、填料：60份，其中，填料为30份的石英砂和30份的水泥。
具体的配制方法为：将环氧树脂和二丁酯加热拌和，控制温度为60℃，混匀后，将温度降为35℃，加入乙二胺，混匀，再加入丙酮，混匀，得到环氧胶液；将水泥和中砂混匀后，放入环氧胶液，继续拌和均匀，得到环氧砂浆。
检测实施例1～5和对比例1制备的环氧砂浆的抗压性能，其结果见表1。
表1
| 编号 | 24h抗压强度(MPa) |
| 实施例1 | 68 |
| 实施例2 | 60 |
| 实施例3 | 62 |
| 实施例4 | 64 |
| 实施例5 | 66 |
| 对比例1 | 45 |
从表1可以看出，与现有的环氧砂浆相比，本发明的环氧砂浆具有早期强度高的优点，可以用于顶管施工中，处理顶管后地基沉降的相应问题。
本发明实施例1～5的环氧砂浆的线性热膨胀系数均为6×10-6/℃，比普通砂浆13×10-6/℃的线性热膨胀系数更低，与混凝土的线性热膨胀系数(5～12)×10-6/℃基本一致。
本发明实施例1～5的环氧砂浆的28d快速碳化(相当于自然碳化50年)深度均小于8mm，56d快速碳化(相当于自然碳化100年)深度均小于9mm，碳化试验方法参照GB/T 50082-2009，可以认为，本发明砂浆耐久年限达100年以上。
Claims (5)
1.环氧砂浆，其特征在于，由以下重量份的组分组成：
环氧树脂：25～40份；
二丁酯：2～6份；
乙二胺：3～8份；
水泥：25～45份；
中砂：120～200份；
所述水泥为425水泥；所述环氧砂浆用于顶管施工中，处理顶管后地基沉降。
2.根据权利要求1所述的环氧砂浆，其特征在于，由以下重量份的组分组成：
环氧树脂：30～35份；
二丁酯：3～5份；
乙二胺：4～6份；
水泥：30～36份；
中砂：150～170份。
3.根据权利要求1所述的环氧砂浆，其特征在于，由以下重量份的组分组成：
环氧树脂：32.5份；
二丁酯：4份；
乙二胺：5份；
水泥：33份；
中砂：159份。
4.根据权利要求1～3任一项所述的环氧砂浆，其特征在于：所述二丁酯为邻苯二甲酸二丁酯。
5.权利要求1～4任一项所述的环氧砂浆的制备方法，其特征在于，其步骤如下：
1）将环氧树脂和二丁酯加热拌和，控制温度为40～65℃，混匀后，将温度降为30～38℃，加入乙二胺，混匀，得到环氧胶液；
2）将水泥和中砂混匀后，放入环氧胶液，继续拌和均匀，得到环氧砂浆。
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2018
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