CN108546016A - 一种道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，包含如下组分：矿渣微粉、粉煤灰、微硅粉、偏高岭土、钢渣微粉、铝粉、减水剂、稳泡剂、增稠剂、可再分散乳胶粉、水玻璃、氢氧化钠、偏硅酸钠、亚硫酸钠和水。本发明提供的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，具有良好的后期力学性能和耐久性，具有较低的密度，极低的导热系数，无收缩开裂，在各种恶劣气候环境下均能够具有极强的耐久性。是一种环保无污染的高性能保温隔热建筑材料。

Description

一种道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物
技术领域
本发明涉及一种地聚合物，尤其涉及一种道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物。
背景技术
地聚合物是一种由AlO4和SiO4四面体结构单元组成三维立体网状结构的无机聚合物，化学式为Mn{-(SiO2)zAlO2}n·wH2O，无定形到半晶态，属于非金属材料。
地聚合物材料，具有自身强度高、流动度大、渗透性好、具有良好的施工性和耐久性等特点，但由于碱性激发剂的选择及其矿物材料自身特点，地聚合物材料存在膨胀率低、收缩、密度大等性能缺点。因此，提供一种加气膨胀型地聚合物材料在建筑工程应用领域具有较为广阔的前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，能够大大改善产品的膨胀性，降低产品的密度，并有效解决产品收缩开裂的问题。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，包含如下组分：矿渣微粉、粉煤灰、微硅粉、偏高岭土、钢渣微粉、铝粉、减水剂、稳泡剂、增稠剂、可再分散乳胶粉、水玻璃、氢氧化钠、偏硅酸钠、亚硫酸钠和水。
上述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其中，各组分按重量份数配比如下：
上述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其中，所述矿渣微粉为活性指数95％以上的矿渣微粉；所述粉煤灰为活性指数70％以上的二级粉煤灰或一级粉煤灰；所述微硅粉目数为600～2000目；所述钢渣微粉比表面积为400～800㎡/kg；所述铝粉中位径为30～100μm。
上述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其中，所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂。
上述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其中，所述稳泡剂为聚丙烯酰胺、烷基醇酰胺、氧化胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉或十二烷基二甲基氧化胺。
上述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其中，所述增稠剂为纤维素醚或淀粉醚。
上述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其中，所述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯均聚物/共聚物再分散乳胶粉、月桂酸乙烯酯共聚物再分散乳胶粉、丙烯酸或丙烯酸酯均聚物/共聚物可再分散乳胶粉和硅丙再分散乳胶粉中的一种或其混合物。
上述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其中，所述水玻璃为钾水玻璃或钠水玻璃，所述水玻璃模数为1.5～1.8，波美度为40～55％。
上述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其中，还包含流变剂、表面活性剂、早强剂、胶黏剂、增韧材料和细集料中的任意一种或其混合物。
上述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其中，各组分混合均匀后，控制胶凝材料的流锥流动度为12～20s，初凝时间为45～300min，终凝时间为90～360min，1d抗压强度为5～30MPa，28d强度为10～45Mpa，24h膨胀率为10％～100％；材料混合均匀水化反应完成后，控制地聚合物的导热系数为0.08～0.15W/(m·℃)。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，具有很高的膨胀系数，同时具有良好的后期力学性能和耐久性，具有较低的密度，极低的导热系数，无收缩开裂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明提供的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，包含如下组分：矿渣微粉、粉煤灰、微硅粉、偏高岭土、钢渣微粉、铝粉、减水剂、稳泡剂、增稠剂、可再分散乳胶粉、水玻璃、氢氧化钠、偏硅酸钠、亚硫酸钠和水。
各组分重量配比如下：
应当理解的是，本发明上述配方组分中还可以加入还可以加入流变剂、表面活性剂、早强剂、胶黏剂、增韧材料、细集料中的任意一种或几种的混合物。
本发明提供的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，组分中的矿渣微粉为活性指数95％以上的矿渣微粉；粉煤灰为活性指数70％以上的二级粉煤灰或一级粉煤灰；微硅粉目不小于600目；钢渣微粉比表面积大于450㎡/kg；铝粉中位径为30～100μm；减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂中的一种；稳泡剂为聚丙烯酰胺、烷基醇酰胺、氧化胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、十二烷基二甲基氧化胺中的一种；增稠剂为纤维素醚、淀粉醚中的一种；可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯均聚物或共聚物再分散乳胶粉、月桂酸乙烯酯共聚物再分散乳胶粉、丙烯酸或丙烯酸酯均聚物或共聚物可再分散乳胶粉、硅丙再分散乳胶粉等、或含有等同有效成分比例的上述物质的乳液，可以是上述物质中的一种或几种的混合物；水玻璃为钾水玻璃和钠水玻璃中的一种，水玻璃模数为1.5～1.8，波美度为40～55％。
本发明提供的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，通过改变配方中铝粉的中位径，调整材料体积膨胀的速率；通过调整材料中铝粉及激发剂的掺量，根据实际需求调整材料的抗压强度、24h膨胀率和导热系数。具体来说，各组分混合均匀后，控制胶凝材料的流锥流动度为12～20s，初凝时间为45～300min，终凝时间为90～360min，1d抗压强度为5～30MPa，28d强度为10～45Mpa，24h膨胀率为10％～100％；材料混合均匀水化反应完成后，控制地聚合物的导热系数为0.08～0.15W/(m·℃)。
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
加气膨胀型地聚合物材料各组分重量比为：
实施例2
加气膨胀型地聚合物材料各组分重量比为：
实施例3
加气膨胀型地聚合物材料各组分重量比为：
本发明上述实施例制备的一种加气膨胀型地聚合物材料，与现有普通地聚合物材料相比，具有更高的膨胀率，更低的密度，无收缩开裂，同时具有良好耐腐蚀性，抗冻性，具有更低的导热系数，在各种恶劣气候环境下均能够具有极好的耐久性。参照《公路路基与基层地聚物注浆加固技术规程》(SZ-G-B04-2007)、《GB/T10294-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定》等标准进行试验，加气膨胀型地聚合物材料与普通地聚合物材料理化性能比较如下：
由上可见，本发明的加气膨胀型地聚合物材料与现有普通地聚合物材料相比，碱性激发剂和铝粉的添加，反应产生气体，使体系内引入大量微小密闭的气泡，从而提高体系的24h膨胀率，降低体系的密度，降低体系的导热系数。通过调整激发剂和铝粉的掺量，可以得到不同膨胀倍数的膨胀型地聚合物材料。体系具有良好的后期力学性能和耐久性，具有较低的密度，极低的导热系数，无收缩开裂，在各种恶劣气候环境下均能够具有极强的耐久性；是一种环保无污染的高性能保温隔热建筑材料。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其特征在于，包含如下组分：矿渣微粉、粉煤灰、微硅粉、偏高岭土、钢渣微粉、铝粉、减水剂、稳泡剂、增稠剂、可再分散乳胶粉、水玻璃、氢氧化钠、偏硅酸钠、亚硫酸钠和水。
2.如权利要求1所述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其特征在于，各组分按重量份数配比如下：
3.如权利要求1所述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其特征在于，所述矿渣微粉为活性指数95％以上的矿渣微粉；所述粉煤灰为活性指数70％以上的二级粉煤灰或一级粉煤灰；所述微硅粉目数为600～2000目；所述钢渣微粉比表面积为400～800㎡/kg；所述铝粉中位径为30～100μm。
4.如权利要求1所述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂。
5.如权利要求1所述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其特征在于，所述稳泡剂为聚丙烯酰胺、烷基醇酰胺、氧化胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉或十二烷基二甲基氧化胺。
6.如权利要求1所述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其特征在于，所述增稠剂为纤维素醚或淀粉醚。
7.如权利要求1所述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其特征在于，所述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯均聚物/共聚物再分散乳胶粉、月桂酸乙烯酯共聚物再分散乳胶粉、丙烯酸或丙烯酸酯均聚物/共聚物可再分散乳胶粉和硅丙再分散乳胶粉中的一种或其混合物。
8.如权利要求1所述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其特征在于，所述水玻璃为钾水玻璃或钠水玻璃，所述水玻璃模数为1.5～1.8，波美度为40～55％。
9.如权利要求1所述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其特征在于，还包含流变剂、表面活性剂、早强剂、胶黏剂、增韧材料和细集料中的任意一种或其混合物。
10.如权利要求1所述的道路注浆加固用的加气膨胀型地聚合物，其特征在于，各组分混合均匀后，控制胶凝材料的流锥流动度为12～20s，初凝时间为45～300min，终凝时间为90～360min，1d抗压强度为5～30MPa，28d强度为10～45Mpa，24h膨胀率为10％～100％；材料混合均匀水化反应完成后，控制地聚合物的导热系数为0.08～0.15W/(m·℃)。
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