CN110423076A - 一种高强无收缩灌浆料干料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强无收缩灌浆料干料，属于建筑材料领域，其技术方案要点是按重量份数计，原料包括水泥7‑13份、早强剂0.5‑1.5份、石英砂4‑8份、河砂3‑7份、碎石5‑9份、膨胀剂0.08‑0.20份、缓凝剂0.01‑0.03份、减水剂0.05‑0.09份，达到降低灌浆料前期收缩率的效果。

Description

一种高强无收缩灌浆料干料

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种高强无收缩灌浆料干料。

背景技术

灌浆料是以高强度材料作为骨料，以水泥为胶结料，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成的一种建筑材料，在施工现场加入一定量的水，搅拌均匀后即可使用。

灌浆料主要用于：地脚螺栓锚固、飞机跑道的抢修、核电设备的固定、路桥工程的加固、机器底座、钢结构与地基怀口、设备基础的二次灌浆、混凝土加固结构、各种基础工程的塌陷灌浆以及各种抢修工程等。

现有的灌浆料为提高新旧混凝土间的粘接强度，在灌浆料中加入环氧树脂，环氧树脂的加入能够有效提高灌浆料的抗冲击韧性，但是环氧树脂灌料浆具有较低的弹性模量，较大的温敏性，并且环氧树脂灌料浆的收缩变形大，导致灌料浆在前期浇筑的过程中容易出现鼓包现象，从而影响混凝土的浇筑质量。因此，亟需研制出浇筑后有效降低前期收缩率的灌浆料。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种高强无收缩灌浆料干料，达到降低灌浆料前期收缩率的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高强无收缩灌浆料干料，按重量份数计，原料包括水泥7-13份、早强剂0.5-1.5份、石英砂4-8份、河砂3-7份、碎石5-9份、膨胀剂0.08-0.20份、缓凝剂0.01-0.03份、减水剂0.05-0.09份。

通过采用上述技术方案，原料碎石的加入，可抑制水泥时的收缩，主要是由于碎石作为骨料，在灌浆料中起到骨架的作用，同时相比于石英砂和河砂，碎石的粒径比较大，体积率较高，颗粒相互接触形成刚性较大的骨架，石英砂和河砂填充到河砂的孔隙中，减少水的用量，对河砂和石英砂起到一定的约束作用，同时碎石的内约束作用尤其明显，有效防止浇铸后混凝土内部收缩而造成混凝土表面出现裂缝现象。

由于混凝土收缩主要有沉降收缩和水分蒸发导致收缩的两种，碎石的加入能够减少灌浆料中水的使用量，从而防止出现由于水分蒸发而出现的收缩。膨胀剂和缓凝剂的配合使用，能够改变灌浆料中由于沉降而引起的收缩变形，由于在灌浆料中加入膨胀剂后，砂浆内部出现膨胀现象，能够填补由于砂石沉降而出现的空隙，同时缓凝剂的加入还能够控制混凝土的流动性能，防止混凝土内部水分流失太快，同时还能降低混凝土的流动性能，从而防止混凝土由于内部空隙而导致混凝土的沉降率增大，从而进一步防止混凝土由于沉降产生的收缩。

早强剂的加入，能够加速混凝土的硬化过程，提高混凝土的早期强度，当混凝土的硬化过程加速后，混凝土内部的沉降速率也降低，同时水分蒸发的速率也会相应的降低，从而有效防止混凝土在初期出现收缩现象。

本发明进一步设置为，水泥包括硅酸盐水泥和硫铝酸水泥，按重量份数计，硅酸盐水泥：硫铝酸盐水泥为1:1。

通过采用上述技术方案，硅酸盐水泥中含有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙，而其中，铝酸三钙的强度先发挥，而硅酸三钙和硅酸二钙后期发挥作用，从而保证混凝土初期凝结硬化块，早期强度提高，有效防止由于沉降出现的收缩，同时还能保证混凝土后期的强度。硫铝酸盐水泥具有较高的早期强度，同时有不断增长的后期强度，同时，在硅酸盐水泥和硫铝酸水泥中加入缓凝剂后，有效防止混凝土凝结过快而影响施工。

本发明进一步设置为，早强剂包括三异丙醇胺、硫酸钠和矿渣，其中按重量份数计，三异丙醇胺：硫酸钠：矿渣为1-3:1：1.2-2.2。

本发明进一步设置为，早强剂包括三异丙醇胺、硫酸钠和矿渣，其中按重量份数计，三异丙醇胺：硫酸钠：矿渣为2:1：1.7。

通过采用上述技术方案，三异丙醇胺具有优良的分散性能，同时三异丙醇胺促进铝酸盐的早期水化，沿缓硅酸盐的水化，提高了早强作用，缩短了凝结时间，三异丙醇胺通过促进较难水化的铁酸盐而达到提高水泥矿物的后期水化程度。硫酸钠与水泥水化物氢氧化钙作用，生成高分散行的硫酸钙，均匀分布在混凝土中，能使水化硫铝酸钙迅速生成，大大加快了水泥的硬化。矿渣的加入能够改善混凝土的抗渗行、耐腐蚀性，并且能够消减由于膨胀剂过量而导致的高膨胀率，从而避免由此造成的膨胀破坏现象。

本发明进一步设置为，碎石粒径采用10-25mm级配的碎石。

通过采用上述技术方案，碎石粒径采用10-25mm级配的碎石时，既能使得碎石在混凝土中能形成骨架，当骨料粒径越小时，其表面积越大，需水量也越大，因此，当碎石的粒径越大时，其下方形成的“水囊”也越大，而在封闭的混凝土内部，骨料表面的水会随着水泥水化进程再次渗入混凝土内部，骨料表面的水会随着水泥水化进程再次渗入混凝土内部而引起膨胀，可补偿一部分混凝土的收缩，防止混凝土出现收缩裂纹。

本发明进一步设置为，膨胀剂包括硫铝酸钙类膨胀剂和氧化钙类膨胀剂，其中按重量份数计，硫铝酸钙类膨胀剂：氧化钙类膨胀剂为1.1-1.9:1。

本发明进一步设置为，膨胀剂包括硫铝酸钙类膨胀剂和氧化钙类膨胀剂，其中按重量份数计，硫铝酸钙类膨胀剂：氧化钙类膨胀剂为1.5:1。

通过采用上述技术方案，硫铝酸钙膨胀剂与水泥中的氢氧化钙反应生成钙矾石，体积增大，同时还能吸收部分水而膨胀，减少混凝土中因水分蒸发而出现的收缩现象；氧化钙类膨胀剂在膨胀后，还可进一步与混凝土中的SiO₂反应，生成CSH凝胶，有效提高混凝土的抗碳化性能。

本发明进一步设置为，减水剂包括JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂和聚羧酸减水剂，其中按重量份数计，JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂：聚羧酸减水剂为1.2-1.5:1。

通过采用上述技术方案，JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂和聚羧酸减水剂配合使用，不仅能够减少灌浆料中水的用量，同时JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂作为塑化剂，能够降低早期水化放热速率，降低水化放热的梯度，JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂与膨胀剂配合使用后，能够补偿混凝土后期的硬化收缩，从而使得混凝土后期的收缩率也降低。同时JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂的泌水率低，不会因为沉降而出现泌水现象，减少水分的蒸发，从而防止出现早期收缩现象。

本发明进一步设置为，减水剂包括JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂和聚羧酸减水剂，其中按重量份数计，JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂：聚羧酸减水剂为1.4:1。

本发明进一步设置为，缓凝剂采用柠檬酸钠。

通过采用上述技术方案，柠檬酸钠能够有效改善混凝土凝结的时间，防止混凝土凝结过快而影响后期的操作，同时柠檬酸钠具有抗在沉积能力，进一步降低混凝土沉降而产生的收缩概率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：三异丙醇胺、硫酸钠和矿渣的添加，能够有效提高灌浆料的早期抗压强度和抗折强度，同时使得砂浆1天的收缩率小于0.02％，28的收缩率小于0.1％，使得灌浆料前期的收缩率基本可以忽略，从而有效防止前期因为收缩而出现裂缝的现象。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种高强无收缩灌浆料干料，按重量份数计，原料包括硅酸盐水泥3.5份、硫铝酸盐水泥3.5份、早强剂0.5-1.5份、石英砂4份、河砂3份、碎石5份、膨胀剂0.08-0.20份、柠檬酸钠0.01份、减水剂0.05-0.09份；其中早强剂包括三异丙醇胺、硫酸钠和矿渣，其中按重量份数计，三异丙醇胺：硫酸钠：矿渣为1:1：1.2；碎石粒径采用10-25mm级配的碎石；膨胀剂包括硫铝酸钙类膨胀剂和氧化钙类膨胀剂，其中按重量份数计，硫铝酸钙类膨胀剂：氧化钙类膨胀剂为1.1:1；减水剂包括JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂和聚羧酸减水剂，其中按重量份数计，JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂：聚羧酸减水剂为1.2:1。

实施例2

一种高强无收缩灌浆料干料，按重量份数计，原料包括硅酸盐水泥5份、硫铝酸盐水泥5份、早强剂1份、石英砂6份、河砂5份、碎石7份、膨胀剂0.14份、柠檬酸钠0.2份、减水剂0.07份；早强剂包括三异丙醇胺、硫酸钠和矿渣，其中按重量份数计，三异丙醇胺：硫酸钠：矿渣为2:1：1.7；碎石粒径采用10-25mm级配的碎石；膨胀剂包括硫铝酸钙类膨胀剂和氧化钙类膨胀剂，其中按重量份数计，硫铝酸钙类膨胀剂：氧化钙类膨胀剂为1.5:1；减水剂包括JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂和聚羧酸减水剂，其中按重量份数计，JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂：聚羧酸减水剂为1.4:1。

实施例3

一种高强无收缩灌浆料干料，按重量份数计，原料包括硅酸盐水泥6.5份、硫铝酸盐水泥6.5份、早强剂1.5份、石英砂8份、河砂7份、碎石9份、膨胀剂0.20份、柠檬酸钠0.03份、减水剂0.09份；早强剂包括三异丙醇胺、硫酸钠和矿渣，其中按重量份数计，三异丙醇胺：硫酸钠：矿渣为3:1：2.2；碎石粒径采用10-25mm级配的碎石；膨胀剂包括硫铝酸钙类膨胀剂和氧化钙类膨胀剂，其中按重量份数计，硫铝酸钙类膨胀剂：氧化钙类膨胀剂为1.9:1；减水剂包括JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂和聚羧酸减水剂，其中按重量份数计，JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂：聚羧酸减水剂为1.5:1。

实施例4

一种高强无收缩灌浆料干料，与实施例2的不同之处在于，三异丙醇胺：硫酸钠：矿渣为1:1：2.2，即三异丙醇胺0.24份、硫酸钠0.24份、矿渣0.52份。

实施例5

一种高强无收缩灌浆料干料，与实施例2的不同之处在于，三异丙醇胺：硫酸钠：矿渣为3:1：1.2，即三异丙醇胺0.58份、硫酸钠0.19份、矿渣0.23份。

对比例1

与实施例2的不同之处在于，原料中不包括早强剂。

性能检测对实施例1-5和对比例1中的灌浆料进行收缩率和初凝时间的检测，检测依据JGJ/T 70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行测试，抗折和抗压强度参照GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》进行测试，检测结果如表1所示。

表1灌浆料性能检测结果

从表1可知：

实施例1-5和对比例1对比可得，实施例1-5中的抗压、抗折强度以及收缩率均优于对比例1中的各项性能，说明本发明中的配比有助于提高灌浆料的早期强度，同时灌浆料的早期收缩性能和28天的收缩性能均明显低于对比例1中的收缩性能，说明早强剂的加入，能有效降低砂浆的收缩性能，同时实施例1-5中1天的收缩率小于0.02％，收缩率基本可以忽略；

实施例2、4-5对比可得，当实施例中矿渣的比例发生变化时，灌浆料的抗压强度和抗折强度均低于实施例2中的抗压强度和抗折强度，说明实施例2中的早强剂中的三异丙醇胺、硫酸钠和矿渣之间的比例为最佳配比，能有效提高灌浆料的抗压强度、抗折强度以及早期收缩率；实施例2与对比例1对比可得，当对比例1中缺少早强剂后，灌浆料的抗压强度、抗折强度均明显降低，同时收缩率和收缩时间也明显的延长，由此可以说明，实施例2中的早强剂不仅能够有效提高灌浆料的抗压强度和抗折强度，同时也使得砂浆的收缩率小于0.02％。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高强无收缩灌浆料干料，其特征在于：按重量份数计，原料包括水泥7-13份、早强剂0.5-1.5份、石英砂4-8份、河砂3-7份、碎石5-9份、膨胀剂0.08-0.20份、缓凝剂0.01-0.03份、减水剂0.05-0.09份。

2.根据权利要求1所述的一种高强无收缩灌浆料干料，其特征在于：水泥包括硅酸盐水泥和硫铝酸水泥，按重量份数计，硅酸盐水泥：硫铝酸盐水泥为1:1。

3.根据权利要求1所述的一种高强无收缩灌浆料干料，其特征在于：早强剂包括三异丙醇胺、硫酸钠和矿渣，其中按重量份数计，三异丙醇胺：硫酸钠：矿渣为1-3:1：1.2-2.2。

4.根据权利要求3所述的一种高强无收缩灌浆料干料，其特征在于：早强剂包括三异丙醇胺、硫酸钠和矿渣，其中按重量份数计，三异丙醇胺：硫酸钠：矿渣为2:1：1.7。

5.根据权利要求1所述的一种高强无收缩灌浆料干料，其特征在于：碎石粒径采用10-25mm级配的碎石。

6.根据权利要求1所述的一种高强无收缩灌浆料干料，其特征在于：膨胀剂包括硫铝酸钙类膨胀剂和氧化钙类膨胀剂，其中按重量份数计，硫铝酸钙类膨胀剂：氧化钙类膨胀剂为1.1-1.9:1。

7.根据权利要求6所述的一种高强无收缩灌浆料干料，其特征在于：膨胀剂包括硫铝酸钙类膨胀剂和氧化钙类膨胀剂，其中按重量份数计，硫铝酸钙类膨胀剂：氧化钙类膨胀剂为1.5:1。

8.根据权利要求1所述的一种高强无收缩灌浆料干料，其特征在于：减水剂包括JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂和聚羧酸减水剂，其中按重量份数计，JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂：聚羧酸减水剂为1.2-1.5:1。

9.根据权利要求8所述的一种高强无收缩灌浆料干料，其特征在于：减水剂包括JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂和聚羧酸减水剂，其中按重量份数计，JM-PCA(Ⅰ)聚羧酸砼超塑化剂：聚羧酸减水剂为1.4:1。

10.根据权利要求1所述的一种高强无收缩灌浆料干料，其特征在于：缓凝剂采用柠檬酸钠。