CN109704630B - 一种复合增效剂及钢筋连接用套筒灌浆料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合增效剂及钢筋连接用套筒灌浆料及制备方法，包括改性超细钢渣微粉27％‑33％，超细矿渣微粉50％‑55％，粉煤灰4％‑7％，脱硫石膏1.5％‑3.5％，复合膨胀剂1％‑2％，氧化石墨烯0.05％‑0.1％，阻锈剂1.4％‑2.4％，稳定剂0.5％‑1％、复合纤维0.5‑1％，水泥35‑38％，骨料47‑50％，消泡剂0.02％‑0.065％，聚羧酸减水剂0.3％‑0.5％和复合早强剂0.08％‑0.12％。通过上述方式，本发明的复合增效剂与灌浆基准料混合使用，获得钢筋套筒灌浆料流动性高、强度高、抗锈蚀能力强的特点，操作简单，工作性能优，灌浆后能够钢筋与套筒形成牢固的结合，且具有良好的耐久性能。

Description

一种复合增效剂及钢筋连接用套筒灌浆料及制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别是涉及一种钢筋连接用套筒灌浆料。

背景技术

相比于现浇式混凝土建筑结构，装配式混凝土建筑结构具有效率高、能耗低且环境污染小的优点，符合国家可持续发展的策略与要求。在当前大力提倡节能与环保的时代背景下，装配式混凝土建筑结构技术取得快速的发展，可以预期在未来将逐步取代传统现浇式结构而占据支配地位。由于具有操作方便、安全可靠、力学性能优异与结构稳定等特点，钢筋套筒连接方式已成为装配式构件连接的主要方式，钢筋套筒灌浆料的性能是套筒连接的关键所在，灌浆料性能的优劣直接决定装配式构件连接的安全性与耐久性。

钢筋套筒灌浆料需具有高流态、早期强度高和微膨胀的特性，从而满足连接预制构件的要求。钢筋套筒灌浆料的工作性能与外界温度环境条件下密切相关，温度高的条件下，无论是硅酸盐水泥，还是以硫铝酸盐水泥作为胶凝材料，凝结速度快，难以满足高流态的要求，如果仅仅通过缓凝剂的添加改变流动状态，则会导致早期强度低而达不到力学性能使用要求。基于上述问题，本发明在基础灌浆料配方的基础上，开发一种复合增效剂，通过基础灌浆料和复合增效剂的组分协同效应使其具备高流态、超早强、抗锈蚀以及良好的工作性和稳定性，从而使钢筋套筒灌浆料满足在高温环境下施工的要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种复合增效剂及钢筋连接用套筒灌浆料及制备方法，复合增效剂与灌浆基准料混合使用，获得钢筋套筒灌浆料流动性高、强度高、抗锈蚀能力强的特点，操作简单，工作性能优，灌浆后能够钢筋与套筒形成牢固的结合，且具有良好的耐久性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种复合增效剂，以重量百分比计，所述复合增效剂由以下组分组成：改性超细钢渣微粉27％-33％，超细矿渣微粉50％-55％，粉煤灰4％-7％，脱硫石膏1.5％-3.5％，复合膨胀剂1％-2％，氧化石墨烯0.05％-0.1％，阻锈剂1.4％-2.4％，稳定剂0.5％-1％和复合纤维0.5-1％；

所述阻锈剂由苯甲酸和三乙醇胺聚合而成，其中苯甲酸和三乙醇胺两者的重量百分比组成为54％-58％:42％-46％；

所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚，所述羟丙基甲基纤维素醚的分子量为300；

所述复合纤维为玄武岩纤维，所述玄武岩纤维的直径为7-13μm，所述玄武岩纤维的弹性模量为90-100Gpa。

进一步地说，所述改性超细钢渣微粉由钢渣与玄武岩组成，所述钢渣和所述玄武岩两者的质量比为5:1，所述改性超细钢渣微粉的比表面积为1200-1400m²/kg。

进一步地说，所述超细矿渣微粉的比表面积为800-1000m²/kg。

进一步地说，所述复合膨胀剂为塑性膨胀剂和MgO膨胀剂，其中，塑性膨胀剂和MgO膨胀剂两者的重量百分比组成为15％-25％:75％-85％。

进一步地说，所述氧化石墨烯的比表面积为200-240m²/g。

一种含有所述的复合增效剂的钢筋连接用套筒灌浆料，还包括灌浆基准料，以重量百分比计，所述灌浆基准料由以下组分组成：水泥35-38％，骨料47-50％，消泡剂0.02％-0.065％，聚羧酸减水剂0.3％-0.5％，复合早强剂0.08％-0.12％；所述复合增效剂占所述套筒灌浆料总重的12-15％。

进一步地说，所述复合早强剂由甲酸钙和乙酸锂组成，其中，所述甲酸钙和所述碳酸锂两者的重量百分比组成为45％-55％:45％-55％。

进一步地说，所述骨料由石英砂与河砂组成，所述河砂的细度模数为1.6-1.8，所述石英砂的细度为30-50目，所述石英砂的粒度范围为270-500μm，所述石英砂与所述河砂两者的重量比为1:3。

一种所述的钢筋连接用套筒灌浆料的制备方法，依据确定的配合比，将复合增效剂加入到灌浆基准料中得到灌浆料干料，然后将配合好的灌浆料干料100份，加入水14-16份，经过充分砂浆搅拌机制备出所述钢筋套筒灌浆料。

进一步地说，包括以下步骤：

(1)称料

按照确定的配比称取复合增效剂各组成成分加入小型搅拌机，经过搅拌后获得复合增效剂，复合增效剂中的各组分以重量百分比计分别为：改性超细钢渣微粉27％-33％，超细矿渣微粉50％-55％，粉煤灰4％-7％，脱硫石膏1.5％-3.5％，复合膨胀剂1％-2％，氧化石墨烯0.05％-0.1％，阻锈剂1.4％-2.4％，稳定剂0.5％-1％和复合纤维0.5-1％，将得到的复合增效剂加入到灌浆基准料中，其中，复合增效剂和灌浆基准料中的各组分以重量百分比计分别为：复合增效剂12-15％，水泥35-38％，骨料47-50％，消泡剂0.02％-0.065％，聚羧酸减水剂0.3％-0.5％和复合早强剂0.08％-0.12％；

(2)混合

将上述复合增效剂和灌浆基准料称取配比量加入小型搅拌机，经过5-8分钟充分混合后，获得钢筋连接用套筒灌浆料干粉；

(3)制备

在施工现场，按照重量份数取100份的灌浆料干粉，加水14-16份，经过砂浆搅拌机搅拌3-5分钟，获得灌浆料的浆体。

本发明的有益效果具有以下几点：

1、本发明采用复合增效剂和灌浆基准料混合制备获得的钢筋套筒灌浆料，复合增效剂的掺入减小水化热的释放，提高了产品的工作性能，适合于高温下的施工，并且可防止硫酸根对钢筋和套筒的侵蚀；

2、采用本发明复合增效剂制备的灌浆料具有高流态、高强度和不泌水等特点，完全符合《钢筋连接用套筒灌浆料》(JG/T408-2013)标准要求，其初始流动度大于360mm，30min后流动度值大于320mm，1d强度大于46MPa，3d强度大于75MPa，28d强度大于115MPa。复合膨胀剂的加入使得产品具有微膨胀特性，3h膨胀率不低于0.06％，24h膨胀率与3h膨胀率之差为0.06％～0.6％；

3、本发明引入的脱硫石膏可以起到激发超细矿渣微粉和改性超细钢渣微粉的作用，可以提高套筒灌浆料的力学性能；玄武岩纤维和氧化石墨烯的引入有效提高套筒灌浆料的抗折强度；

4.本发明的复合增效剂掺入灌浆基准料而制备的灌浆料具有优异的高流动态的保持性，有助于灌浆料与钢筋套筒连接器界面的粘结能力，实现了钢筋套筒连接试件单向拉伸等检测的断钢筋破坏形式，显示出优异的抗拉拔能力。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1：一种复合增效剂，复合增效剂由以下组分组成：改性超细钢渣微粉31％，超细矿渣微粉53％，粉煤灰6％，脱硫石膏3.5％，复合膨胀剂2％，氧化石墨烯0.1％，阻锈剂2.4％，稳定剂1％和复合纤维1％。

所述复合增效剂与灌浆基准料混合制备钢筋连接用套筒灌浆料，以重量百分比混合后的组分的组成如下：复合增效剂14％，水泥36％，骨料49.6％，消泡剂0.02％，聚羧酸减水剂0.3％和复合早强剂0.08％。

实施例2：一种复合增效剂，复合增效剂由以下组分组成：改性超细钢渣微粉32％，超细矿渣微粉52％，粉煤灰7％，脱硫石膏3.5％，复合膨胀剂2％，氧化石墨烯0.1％，阻锈剂1.4％，稳定剂1％和复合纤维1％。

所述复合增效剂与灌浆基准料混合制备钢筋连接用套筒灌浆料，以重量百分比混合后的组分的组成如下：复合增效剂12％，水泥37.42％，骨料50％，消泡剂0.06％，聚羧酸减水剂0.4％和复合早强剂0.12％。

实施例3：一种复合增效剂，复合增效剂由以下组分组成：改性超细钢渣微粉33％，超细矿渣微粉53.8％，粉煤灰5％，脱硫石膏3％，复合膨胀剂1.8％，氧化石墨烯0.05％，阻锈剂1.5％，稳定剂0.9％和复合纤维0.95％。

所述复合增效剂与灌浆基准料混合制备钢筋连接用套筒灌浆料，以重量百分比混合后的组分的组成如下：复合增效剂12.5％，水泥37.5％，骨料49.57％，消泡剂0.04％，聚羧酸减水剂0.3％和复合早强剂0.09％。

实施例4：一种复合增效剂，复合增效剂由以下组分组成：改性超细钢渣微粉27％，超细矿渣微粉55％，粉煤灰7％，脱硫石膏3.5％，复合膨胀剂2％，氧化石墨烯0.1％，阻锈剂3.4％，稳定剂1％和复合纤维1％。

所述复合增效剂与灌浆基准料混合制备钢筋连接用套筒灌浆料，以重量百分比混合后的组分的组成如下：复合增效剂14.5％，水泥35％，骨料50％，消泡剂0.065％，聚羧酸减水剂0.335％和复合早强剂0.1％。

实施例5：一种复合增效剂，复合增效剂由以下组分组成：改性超细钢渣微粉30％，超细矿渣微粉53％，粉煤灰6.8％，脱硫石膏3.5％，复合膨胀剂2％，氧化石墨烯0.1％，阻锈剂3.4％，稳定剂0.6％和复合纤维0.6％。

所述复合增效剂与灌浆基准料混合制备钢筋连接用套筒灌浆料，以重量百分比混合后的组分的组成如下：复合增效剂15％，水泥37.35％，骨料47％，消泡剂0.04％，聚羧酸减水剂0.5％和复合早强剂0.11％。

实施例6：一种复合增效剂，复合增效剂由以下组分组成：改性超细钢渣微粉33％，超细矿渣微粉55％，粉煤灰6.43％，脱硫石膏1.5％，复合膨胀剂1％，氧化石墨烯0.07％，阻锈剂2％，稳定剂0.5％和复合纤维0.5％。

所述复合增效剂与灌浆基准料混合制备钢筋连接用套筒灌浆料，以重量百分比混合后的组分的组成如下：复合增效剂13％，水泥38％，骨料48.33％，消泡剂0.05％，聚羧酸减水剂0.5％和复合早强剂0.12％。

实施例7：一种复合增效剂，复合增效剂由以下组分组成：改性超细钢渣微粉32％，超细矿渣微粉50％，粉煤灰7％，脱硫石膏3.5％，复合膨胀剂2％，氧化石墨烯0.1％，阻锈剂3.4％，稳定剂1％和复合纤维1％。

所述复合增效剂与灌浆基准料混合制备钢筋连接用套筒灌浆料，以重量百分比混合后的组分的组成如下：复合增效剂13.5％，水泥37％，骨料48.9％，消泡剂0.03％，聚羧酸减水剂0.47％和复合早强剂0.1％。

实施例1-实施例7中，所述阻锈剂由苯甲酸和三乙醇胺聚合而成，其中苯甲酸和三乙醇胺两者的重量百分比组成为54％-58％:42％-46％；最佳的是苯甲酸和三乙醇胺两者的重量百分比组成为56％:44％。

所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚，所述羟丙基甲基纤维素醚的分子量为300。

所述复合纤维为玄武岩纤维，所述玄武岩纤维的直径为7-13μm，所述玄武岩纤维的弹性模量为90-100Gpa。

所述改性超细钢渣微粉由钢渣与玄武岩组成，所述钢渣和所述玄武岩两者的质量比为5:1，混合均匀后，经过900℃煅烧2h，混合物经过高能球磨机球磨获得，所述改性超细钢渣微粉的比表面积为1200-1400m²/kg。

所述超细矿渣微粉经过高能球磨机球磨所获得，所述超细矿渣微粉的比表面积为800-1000m²/kg。

所述复合膨胀剂为塑性膨胀剂和MgO膨胀剂，其中，塑性膨胀剂和MgO膨胀剂两者的重量百分比组成为15％-25％:75％-85％，最佳的是塑性膨胀剂和MgO膨胀剂两者的重量百分比组成为20％:80％。

所述氧化石墨烯为改进hummer法制备，所述氧化石墨烯的比表面积为200-240m²/g。

所述复合早强剂由甲酸钙和乙酸锂组成，其中，所述甲酸钙和所述碳酸锂两者的重量百分比组成为45％-55％:45％-55％，最佳的是，所述甲酸钙和所述碳酸锂两者的重量百分比组成为50％:50％。

所述骨料由石英砂与河砂组成，所述河砂的细度模数为1.6-1.8，所述石英砂的细度为30-50目，所述石英砂的粒度范围为270-500μm，所述石英砂与所述河砂两者的重量比为1:3。

所述脱硫石膏为电厂脱硫石膏，其主要成分为CaSO4·2H2O，经过40℃-45℃烘干8-10h。

所述粉煤灰为电厂产球状粉煤灰，为II级粉煤灰。

所述水泥为硅酸盐水泥，所述硅酸盐水泥的等级为28d强度为42.5MPa。

所述消泡剂为有机硅类粉末状消泡剂。

所述聚羧酸减水剂为粉状，其减水率≥28％。

分别将实施例1-实施例7中的改性超细钢渣微粉、超细矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏、复合膨胀剂、氧化石墨烯、阻锈剂、稳定剂和复合纤维按配比量混合，采用混料机中混合获得复合增效剂，再将上述复合增效剂与水泥、骨料、消泡剂、聚羧酸减水剂和复合早强剂按配比量混合，投入混料机中，经过5-8min充分混合搅拌后，获得套筒灌浆料干粉；按照重量份数取100份灌浆料干粉，加入14-16份水，置于砂浆搅拌机搅拌，搅拌机的转速不低于1100r/min，搅拌叶线速度不小于18r/min，经过3-5分钟搅拌获得灌浆料浆体。

将实施例1-实施例7所制得的钢筋连接用套筒灌浆料进行性能指标检测，所测得各项性能指标检测结果见表1。

表1：

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种复合增效剂，其特征在于：以重量百分比计，所述复合增效剂由以下组分组成：改性超细钢渣微粉27%-33%，超细矿渣微粉50%-55%，粉煤灰4%-7%，脱硫石膏1.5%-3.5%，复合膨胀剂1%-2%，氧化石墨烯0.05%- 0.1%，阻锈剂1.4%-2.4%，稳定剂 0.5%-1%和复合纤维0.5-1%；

所述阻锈剂由苯甲酸和三乙醇胺聚合而成，其中苯甲酸和三乙醇胺两者的重量百分比组成为54%-58%:42%-46%；

所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚，所述羟丙基甲基纤维素醚的分子量为300；

所述复合纤维为玄武岩纤维，所述玄武岩纤维的直径为7-13μm，所述玄武岩纤维的弹性模量为90-100 Gpa；

所述复合膨胀剂为塑性膨胀剂和MgO膨胀剂，其中，塑性膨胀剂和MgO膨胀剂两者的重量百分比组成为15%-25%:75%-85%。

2.根据权利要求1所述的一种复合增效剂，其特征在于：所述改性超细钢渣微粉由钢渣与玄武岩组成，所述钢渣和所述玄武岩两者的质量比为5:1，所述改性超细钢渣微粉的比表面积为1200-1400m²/kg。

3. 根据权利要求1所述的一种复合增效剂，其特征在于：所述超细矿渣微粉的比表面积为800-1000 m²/kg。

4. 根据权利要求1所述的一种复合增效剂，其特征在于：所述氧化石墨烯的比表面积为200-240 m²/g。

5. 一种含有如权利要求1所述的复合增效剂的钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于：还包括灌浆基准料，以重量百分比计，所述灌浆基准料由以下组分组成：水泥35-38%，骨料47-50%，消泡剂0.02%-0.065%，聚羧酸减水剂0.3 %-0.5%，复合早强剂0.08%- 0.12%；所述复合增效剂占所述套筒灌浆料总重的12-15%。

6. 根据权利要求5所述的一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于：所述复合早强剂由甲酸钙和碳酸锂组成，其中，所述甲酸钙和所述碳酸锂两者的重量百分比组成为45%-55%: 45%-55%。

7.根据权利要求5所述的一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于：所述骨料由石英砂与河砂组成，所述河砂的细度模数为1.6-1.8，所述石英砂的细度为30-50目，所述石英砂的粒度范围为270-500μm，所述石英砂与所述河砂两者的重量比为1:3。

8.一种如权利要求5所述的钢筋连接用套筒灌浆料的制备方法，其特征在于：依据确定的配合比，将复合增效剂加入到灌浆基准料中得到灌浆料干料，然后将配合好的灌浆料干料100份，加入水14-16份，经过充分砂浆搅拌机制备出所述钢筋套筒灌浆料。

9. 一种如权利要求5所述的钢筋连接用套筒灌浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）称料

按照确定的配比称取复合增效剂各组成成分加入小型搅拌机，经过搅拌后获得复合增效剂，复合增效剂中的各组分以重量百分比计分别为：改性超细钢渣微粉27%-33%，超细矿渣微粉 50%-55%，粉煤灰4%-7%，脱硫石膏 1.5%-3.5%，复合膨胀剂 1%-2%，氧化石墨烯0.05%- 0.1%，阻锈剂 1.4%-2.4%，稳定剂 0.5%-1%和复合纤维0.5-1%，将得到的复合增效剂加入到灌浆基准料中，其中，复合增效剂和灌浆基准料中的各组分以重量百分比计分别为：复合增效剂12-15%，水泥35-38%，骨料47-50%，消泡剂0.02%-0.065%，聚羧酸减水剂0.3%-0.5%和复合早强剂0.08%-0.12%；

（2）混合

将上述复合增效剂和灌浆基准料称取配比量加入小型搅拌机，经过5-8分钟充分混合后，获得钢筋连接用套筒灌浆料干粉；

（3）制备

在施工现场，按照重量份数取100份的灌浆料干粉，加水14-16份，经过砂浆搅拌机搅拌3-5分钟，获得灌浆料的浆体。