CN108455936A - 一种用于道路加固的灌浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于道路加固的灌浆料，包括以下重量份的原料：废弃混凝土10～20份、钢渣粉8～15份、石英砂15～35份、改性粉煤灰20～30份、重晶石粉7～13份、硅酸盐水泥20～40份、微硅粉6～12份、轻质碳酸钙5～11份、纤维素醚3～6份、硼砂5～8份、聚丙烯纤维4～9份、早强剂3～4份、减水剂2～3份。所述用于道路加固的灌浆料配方科学、合理，浆体凝结时间可控，浆液具有较好的流动性和早期强度，且能提高固化后的抗压强度和抗拉强度，并且解决了生产成本高的问题。
Description
技术领域
本发明属于灌浆料技术领域，具体涉及一种用于道路加固的灌浆料及其制备方法。
背景技术
目前我国在建筑材料和土木工程领域现有的灌浆料大多数都是环氧树脂灌浆料和水泥基灌浆料。环氧树脂灌浆料生产成本高，施工操作复杂，与钢结构及混凝土的结合力差，耐久性差。市售和工程中使用的水泥基灌浆料的主要胶凝材料是以纯硫铝酸盐水泥或者纯普通硅酸盐水泥为主。近年来，水泥制造业需要利用大量粘土，破坏珍贵的不可再生耕地资源，同时放出大量二氧化碳，且在生产工序中会产生粉尘、机械振动噪音等各种污染。从而提高了水泥基灌浆料的生产成本。
发明内容
本发明提供了一种用于道路加固的灌浆料及其制备方法，解决了背景技术中的问题，所述用于道路加固的灌浆料配方科学、合理，浆体凝结时间可控，浆液具有较好的流动性和早期强度，且能提高固化后的抗压强度和抗拉强度，并且解决了生产成本高的问题。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种用于道路加固的灌浆料，包括以下重量份的原料：废弃混凝土10～20份、钢渣粉8～15份、石英砂15～35份、改性粉煤灰20～30份、重晶石粉7～13份、硅酸盐水泥20～40份、微硅粉6～12份、轻质碳酸钙5～11份、纤维素醚3～6份、硼砂5～8份、聚丙烯纤维4～9份、早强剂3～4份、减水剂2～3份。
优选的，所述用于道路加固的灌浆料，包括以下重量份的原料：废弃混凝土12～18份、钢渣粉10～13份、石英砂20～25份、改性粉煤灰23～27份、重晶石粉9～11份、硅酸盐水泥25～36份、微硅粉8～10份、轻质碳酸钙7～10份、纤维素醚4～5份、硼砂6～7份、聚丙烯纤维5～8份、早强剂3.1～3.9份、减水剂2.2～2.8份。
优选的，所述用于道路加固的灌浆料，包括以下重量份的原料：废弃混凝土15份、钢渣粉12份、石英砂24份、改性粉煤灰25份、重晶石粉10份、硅酸盐水泥30份、微硅粉9份、轻质碳酸钙8份、纤维素醚4.3份、硼砂6.7份、聚丙烯纤维6份、早强剂3.4份、减水剂2.7份。
优选的，所述改性粉煤灰的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理2～4h，再向其中加入相当于其重量2～4%的烷基糖苷、1～3%的磷酸三甲苯酯和7～9%的去离子水，于60～70℃恒温水浴中搅拌加热40～50min，得分散液；
（2）再向分散液里面加入相当于其重量10～20%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在480～560℃温度下烧结1～2h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
优选的，所述早强剂为碳酸锂、硫酸钠和甲酸钙中的一种。
一种制备所述用于道路加固的灌浆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂，备用；
（2）将废弃混凝土除杂，然后粉碎成粉末，和钢渣粉、石英砂搅拌混合均匀，得第一混合物料；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物料中依次加入硼砂、改性粉煤灰、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙，搅拌混合均匀，然后再加入聚丙烯纤维，搅拌混合均匀，得第二混合物料；
（4）将纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水中，然后加入至50～60℃，搅拌混合3～8分钟，然后冷却至常温，得混合液；
（5）将步骤（4）所得的混合液和步骤（3）所得的第二混合物料进行混合，搅拌均匀，即得所述用于道路加固的灌浆料。
优选的，所述步骤（4）中纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水，其中所述水的用量为废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂总重量的27～33%。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述用于道路加固的灌浆料配方科学、合理，浆体凝结时间可控，浆液具有较好的流动性和早期强度，且能提高固化后的抗压强度和抗拉强度，并且解决了生产成本高的问题，具体如下：
（1）本发明所述用于道路加固的灌浆料采用改性粉煤灰和废弃混凝土作为原料，用废弃代替水泥，降低了水泥的含量，从而降低灌浆料的成本，且组分组成比较简单，易于配制；
（2）本发明所述用于道路加固的灌浆料通过在原料中添加改性粉煤灰、改性粉煤灰、重晶石粉、微硅粉等掺和料，浆体的孔结构得到了改善，对水泥浆体的填充与分散效果更好，能够改善灌浆料的体积稳定性及流动性能，提高灌浆料的可操作性和后期强度；通过添加减水剂和早强剂，能够保证在合理的水灰比范围内，浆体凝结时间可控，浆液具有较好的流动性和早期强度，且能提高固化后的抗压强度和抗拉强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种用于道路加固的灌浆料，包括以下重量份的原料：废弃混凝土10份、钢渣粉8份、石英砂15份、改性粉煤灰20份、重晶石粉7份、硅酸盐水泥20份、微硅粉6份、轻质碳酸钙5份、纤维素醚3份、硼砂5份、聚丙烯纤维4份、早强剂3份、减水剂2份。
其中，所述改性粉煤灰的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理2h，再向其中加入相当于其重量2%的烷基糖苷、1%的磷酸三甲苯酯和7%的去离子水，于60℃恒温水浴中搅拌加热40min，得分散液；
（2）再向分散液里面加入相当于其重量10%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9，经过滤、洗涤、干燥处理后，在480℃温度下烧结1h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
其中，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
其中，所述早强剂为碳酸锂。
一种制备所述用于道路加固的灌浆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂，备用；
（2）将废弃混凝土除杂，然后粉碎成粉末，和钢渣粉、石英砂搅拌混合均匀，得第一混合物料；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物料中依次加入硼砂、改性粉煤灰、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙，搅拌混合均匀，然后再加入聚丙烯纤维，搅拌混合均匀，得第二混合物料；
（4）将纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水中，然后加入至50℃，搅拌混合3分钟，然后冷却至常温，得混合液；
（5）将步骤（4）所得的混合液和步骤（3）所得的第二混合物料进行混合，搅拌均匀，即得所述用于道路加固的灌浆料。
其中，所述步骤（4）中纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水，其中所述水的用量为废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂总重量的27%。
实施例2
本实施例涉及一种用于道路加固的灌浆料，包括以下重量份的原料：废弃混凝土20份、钢渣粉15份、石英砂35份、改性粉煤灰30份、重晶石粉13份、硅酸盐水泥40份、微硅粉12份、轻质碳酸钙11份、纤维素醚6份、硼砂8份、聚丙烯纤维9份、早强剂4份、减水剂3份。
其中，所述改性粉煤灰的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理4h，再向其中加入相当于其重量4%的烷基糖苷、3%的磷酸三甲苯酯和9%的去离子水，于70℃恒温水浴中搅拌加热50min，得分散液；
（2）再向分散液里面加入相当于其重量20%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在560℃温度下烧结2h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
其中，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
其中，所述早强剂为硫酸钠。
一种制备所述用于道路加固的灌浆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂，备用；
（2）将废弃混凝土除杂，然后粉碎成粉末，和钢渣粉、石英砂搅拌混合均匀，得第一混合物料；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物料中依次加入硼砂、改性粉煤灰、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙，搅拌混合均匀，然后再加入聚丙烯纤维，搅拌混合均匀，得第二混合物料；
（4）将纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水中，然后加入至60℃，搅拌混合8分钟，然后冷却至常温，得混合液；
（5）将步骤（4）所得的混合液和步骤（3）所得的第二混合物料进行混合，搅拌均匀，即得所述用于道路加固的灌浆料。
其中，所述步骤（4）中纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水，其中所述水的用量为废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂总重量的33%。
实施例3
本实施例涉及一种用于道路加固的灌浆料，包括以下重量份的原料：废弃混凝土12份、钢渣粉10份、石英砂20份、改性粉煤灰23份、重晶石粉9份、硅酸盐水泥25份、微硅粉8份、轻质碳酸钙7份、纤维素醚4份、硼砂6份、聚丙烯纤维5份、早强剂3.1份、减水剂2.2份。
其中，所述改性粉煤灰的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理2.5h，再向其中加入相当于其重量2.5%的烷基糖苷、1.5%的磷酸三甲苯酯和7.5%的去离子水，于62℃恒温水浴中搅拌加热43min，得分散液；
（2）再向分散液里面加入相当于其重量12%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9，经过滤、洗涤、干燥处理后，在490℃温度下烧结1.3h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
其中，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
其中，所述早强剂为甲酸钙。
一种制备所述用于道路加固的灌浆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂，备用；
（2）将废弃混凝土除杂，然后粉碎成粉末，和钢渣粉、石英砂搅拌混合均匀，得第一混合物料；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物料中依次加入硼砂、改性粉煤灰、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙，搅拌混合均匀，然后再加入聚丙烯纤维，搅拌混合均匀，得第二混合物料；
（4）将纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水中，然后加入至53℃，搅拌混合4分钟，然后冷却至常温，得混合液；
（5）将步骤（4）所得的混合液和步骤（3）所得的第二混合物料进行混合，搅拌均匀，即得所述用于道路加固的灌浆料。
其中，所述步骤（4）中纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水，其中所述水的用量为废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂总重量的29%。
实施例4
本实施例涉及一种用于道路加固的灌浆料，包括以下重量份的原料：废弃混凝土18份、钢渣粉13份、石英砂25份、改性粉煤灰27份、重晶石粉11份、硅酸盐水泥36份、微硅粉10份、轻质碳酸钙10份、纤维素醚5份、硼砂7份、聚丙烯纤维8份、早强剂3.9份、减水剂2.8份。
其中，所述改性粉煤灰的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3h，再向其中加入相当于其重量3%的烷基糖苷、2%的磷酸三甲苯酯和8%的去离子水，于65℃恒温水浴中搅拌加热45min，得分散液；
（2）再向分散液里面加入相当于其重量15%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在510℃温度下烧结1.5h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
其中，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
其中，所述早强剂为碳酸锂。
一种制备所述用于道路加固的灌浆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂，备用；
（2）将废弃混凝土除杂，然后粉碎成粉末，和钢渣粉、石英砂搅拌混合均匀，得第一混合物料；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物料中依次加入硼砂、改性粉煤灰、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙，搅拌混合均匀，然后再加入聚丙烯纤维，搅拌混合均匀，得第二混合物料；
（4）将纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水中，然后加入至55℃，搅拌混合6分钟，然后冷却至常温，得混合液；
（5）将步骤（4）所得的混合液和步骤（3）所得的第二混合物料进行混合，搅拌均匀，即得所述用于道路加固的灌浆料。
其中，所述步骤（4）中纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水，其中所述水的用量为废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂总重量的30%。
实施例5
本实施例涉及一种用于道路加固的灌浆料，包括以下重量份的原料：废弃混凝土15份、钢渣粉12份、石英砂24份、改性粉煤灰25份、重晶石粉10份、硅酸盐水泥30份、微硅粉9份、轻质碳酸钙8份、纤维素醚4.3份、硼砂6.7份、聚丙烯纤维6份、早强剂3.4份、减水剂2.7份。
其中，所述改性粉煤灰的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理3.5h，再向其中加入相当于其重量3.5%的烷基糖苷、2.5%的磷酸三甲苯酯和8.5%的去离子水，于68℃恒温水浴中搅拌加热47min，得分散液；
（2）再向分散液里面加入相当于其重量19%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在540℃温度下烧结1.8h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
其中，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
其中，所述早强剂为硫酸钠。
一种制备所述用于道路加固的灌浆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂，备用；
（2）将废弃混凝土除杂，然后粉碎成粉末，和钢渣粉、石英砂搅拌混合均匀，得第一混合物料；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物料中依次加入硼砂、改性粉煤灰、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙，搅拌混合均匀，然后再加入聚丙烯纤维，搅拌混合均匀，得第二混合物料；
（4）将纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水中，然后加入至57℃，搅拌混合6分钟，然后冷却至常温，得混合液；
（5）将步骤（4）所得的混合液和步骤（3）所得的第二混合物料进行混合，搅拌均匀，即得所述用于道路加固的灌浆料。
其中，所述步骤（4）中纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水，其中所述水的用量为废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂总重量的32%。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种用于道路加固的灌浆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：废弃混凝土10～20份、钢渣粉8～15份、石英砂15～35份、改性粉煤灰20～30份、重晶石粉7～13份、硅酸盐水泥20～40份、微硅粉6～12份、轻质碳酸钙5～11份、纤维素醚3～6份、硼砂5～8份、聚丙烯纤维4～9份、早强剂3～4份、减水剂2～3份。
2.根据权利要求1所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：废弃混凝土12～18份、钢渣粉10～13份、石英砂20～25份、改性粉煤灰23～27份、重晶石粉9～11份、硅酸盐水泥25～36份、微硅粉8～10份、轻质碳酸钙7～10份、纤维素醚4～5份、硼砂6～7份、聚丙烯纤维5～8份、早强剂3.1～3.9份、减水剂2.2～2.8份。
3.根据权利要求1所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：废弃混凝土15份、钢渣粉12份、石英砂24份、改性粉煤灰25份、重晶石粉10份、硅酸盐水泥30份、微硅粉9份、轻质碳酸钙8份、纤维素醚4.3份、硼砂6.7份、聚丙烯纤维6份、早强剂3.4份、减水剂2.7份。
4.根据权利要求1所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，所述改性粉煤灰的制备方法如下：
（1）将粉煤灰用酒精进行球磨分散处理2～4h，再向其中加入相当于其重量2～4%的烷基糖苷、1～3%的磷酸三甲苯酯和7～9%的去离子水，于60～70℃恒温水浴中搅拌加热40～50min，得分散液；
（2）再向分散液里面加入相当于其重量10～20%的浓度为25%的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9～10，经过滤、洗涤、干燥处理后，在480～560℃温度下烧结1～2h，自然冷却至室温，磨粉，研磨成纳米粉末即得所述改性粉煤灰。
5.根据权利要求1所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
6.根据权利要求1所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，所述早强剂为碳酸锂、硫酸钠和甲酸钙中的一种。
7.一种制备权利要求1～6任一项所述用于道路加固的灌浆料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂，备用；
（2）将废弃混凝土除杂，然后粉碎成粉末，和钢渣粉、石英砂搅拌混合均匀，得第一混合物料；
（3）向步骤（2）所得的第一混合物料中依次加入硼砂、改性粉煤灰、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙，搅拌混合均匀，然后再加入聚丙烯纤维，搅拌混合均匀，得第二混合物料；
（4）将纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水中，然后加入至50～60℃，搅拌混合3～8分钟，然后冷却至常温，得混合液；
（5）将步骤（4）所得的混合液和步骤（3）所得的第二混合物料进行混合，搅拌均匀，即得所述用于道路加固的灌浆料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中纤维素醚、早强剂、减水剂一起溶于水，其中所述水的用量为废弃混凝土、钢渣粉、石英砂、改性粉煤灰、重晶石粉、硅酸盐水泥、微硅粉、轻质碳酸钙、纤维素醚、硼砂、聚丙烯纤维、早强剂、减水剂总重量的27～33%。
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