CN110668758A - 一种钢筋套筒连接用灌浆料 - Google Patents

一种钢筋套筒连接用灌浆料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种钢筋套筒连接用灌浆料，包括如下重量份数的原料：水泥400‑550份，粉煤灰50‑100份、砂400‑550份、减水剂0.8‑2.5份、塑性膨胀剂0.01‑0.5份、消泡剂0.1‑1.0份、无机早强剂1.0‑8.0份。所述的减水剂由以下重量份原料组成：早强型聚羧酸减水剂50‑80份、聚羧酸高性能减水剂15‑60份、密胺类减水剂5‑20份。与现有技术相比，本发明制备的钢筋套筒连接用灌浆料，具有优异的流动度及流动度保持能力。本发明制备的钢筋套筒连接用灌浆料，无需硫铝酸盐水泥或高铝酸盐水泥，仍可获得较高的早期强度及后期强度，生产成本低，具有重要的实际应用价值。

Description

一种钢筋套筒连接用灌浆料
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种钢筋套筒连接用灌浆料。
背景技术
在装配式结构中，预制构件的钢筋连接技术成为其构成框架结构整体的关键，钢筋连接套筒作为形成框架梁柱等节点的关键受力构件，须保证其具有良好的受力特性、重复循环荷载作用。钢筋套筒灌浆连接接头由带肋钢筋、套筒和灌浆料等3部分组成。其连接原理是：带肋钢筋插入套筒后，向套筒类灌注无收缩或微膨胀的水泥基灌浆料，填充套筒与钢筋之间的间隙，灌浆料硬化后与钢筋的横肋和套筒内壁凹槽或凸肋紧密齿合，实现上下两根钢筋的连接。因此，在装配式预制建筑结构中，高性能灌浆料是实现纵向连接的关键，灌浆料性能优劣对确保装配式建筑结构的安全性起着至关重要的作用。
钢筋套筒连接用灌浆料是一种以水泥为基本材料，配以适当的细骨料，以及少量的混凝土减水剂和其它材料组成的干混料，加水搅拌后具有大流动度、早强、高强、微膨胀等性能。
但目前研发出的钢筋套筒连接用的灌浆料，为了获得较高的早期强度，通常加入硫铝酸盐水泥或高铝酸盐水泥，因此生产成本较高。
2018年9月18日公开的专利CN108546063A公开了钢筋连接专用干粉套筒灌浆料及其制备，其配方组成为：52.5级硅酸盐水泥250-450份，42.5级硫铝酸盐水泥100-150份，钢渣粉50-100份，脱硫石膏20-50份，硅灰10-20份，人工砂400-500份，膨胀剂5-10份，减水剂5-10份，消泡剂0-1份。该方法所制备的钢筋连接专用套筒灌浆料具有较高的早期强度及后期强度，无收缩等优点，但该专利使用了大量的硫铝酸盐水泥，因而成本较高。
2018年2月13日公开的专利CN107686314A公开了一种装配式建筑钢筋连接套筒用灌浆料，采用连续级配的细砂和石英砂作为细骨料和水泥搭配使用，调节两者合理配比，加入磷石膏复合膨胀剂，使得水泥浆体硬化后非常密实，灌浆料的强度大幅度提高，且制备的砂浆具有良好的保水性、可塑性和柔韧性，但其流动度优势也不明显，与规范比较富余初始流动度较低。
发明内容
本发明公开了一种钢筋套筒连接用灌浆料，具有良好的流动性以及流动度保持能力，且无需硫铝酸盐水泥及高铝酸盐水泥，仍可获得较高的早期强高，具有很好的市场前景。
本发明具体技术方案如下：
一种钢筋套筒连接用灌浆料，包括如下重量份数的原料：水泥400-550份，粉煤灰50-100份、砂400-550份、减水剂0.8-2.5份、塑性膨胀剂0.01-0.5份、消泡剂0.1-1.0份、无机早强剂1.0-8.0份。
所述的水泥为P.O 52.5级或P.Ⅱ52.5级。
所述的粉煤灰为Ⅰ或Ⅱ级灰。
所述的砂子为天然砂或石英砂中的一种或两种，砂子的粒径为0.25-2.36mm。
所述的塑性膨胀剂为CSA型塑性膨胀剂，优选为北极熊牌。
所述的消泡剂为有机硅类消泡剂粉剂。
所述的无机早强剂为硫氰酸钠、硫酸锂或硫酸铝。
所述的减水剂由以下重量份原料组成：早强型聚羧酸减水剂50-80份、聚羧酸高性能减水剂15-60份、密胺类减水剂5-20份。
所述的聚羧酸高性能减水剂为白色或淡黄色粉末状，减水率≥30％。
所述的密胺类减水剂为白色粉末状，减水率≥20％。
所述的早强型聚羧酸减水剂由以下方法制备得到：
1)将去离子水、聚醚单体和引发剂加入反应釜中搅拌均匀，并加热；
2)将丙烯酸、链转移剂、还原剂和去离子水混合，搅拌均匀，配成混合溶液，并将所述混合溶液滴加到步骤1)反应釜中，搅拌；
3)反应结束，加入碱性试剂调节至PH 7-10，并调节产品浓度为40％，即得液体早强型聚羧酸减水剂。
步骤1)中所述加热是指加热至30℃。
步骤2)中滴加时间为3h，滴加完毕后在30℃条件下保温搅拌3h。
聚醚单体、丙烯酸、引发剂、还原剂、链转移剂和碱性试剂的质量比为100：5～15.0：0.6～1.6：0.05～0.50：0.25～1.0：10-30。
所述的聚醚单体为HPEG，分子量为5000。
步骤1)中，聚醚单体与去离子水的质量之比为1.5～2.0:1。
步骤1)中所述的引发剂为过硫酸铵、双氧水或叔丁基过氧化氢中的一种或两种。
步骤2)中，去离子水的质量为丙烯酸、链转移剂和还原剂质量之和的4～8倍。
步骤2)中所述的还原剂为亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠或L-抗坏血酸中的一种或两种。
步骤2)中所述的链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸或十二烷基硫醇中的一种或两种。
步骤3)中所述的碱性试剂为氢氧化钠或二乙醇胺中的一种或两种。
步骤3)中加水调节产品质量浓度为40％。
进一步的，将步骤3)合成的液体早强型聚羧酸减水剂经离心喷雾干燥，制得早强型聚羧酸减水剂粉剂。
所述离心喷雾干燥的参数为：进风温度140℃-180℃，出风口温度60-100℃，离心盘转速10000-18000r/min，所制备的早强型聚羧酸减水剂粉剂含水率小于5％。
本发明所述的各原材料所起的作用：
粉煤灰：粉煤灰具有滚珠效应和火山灰效应，粉煤灰的掺入有利于降低胶凝材料的需水量，同时有利于提高灌浆料浆体水化后期的力学性能。
早强型聚羧酸减水剂：拥有较高的减水率，并能快速的促进水泥水化，提高混凝土早期强度。
聚羧酸高性能减水剂粉剂：具有较高的减水率以及流动度保持性能。
密胺类减水剂粉剂：具有较高的减水率，由于其具有不引气的特点，所制备的灌浆料密实度较高，而且能促进水泥水化，使得灌浆料获得较高的早期强度。
无机早强剂：能快速的促进水泥水化，提高混凝土早期强度。
消泡剂：能消除灌浆料浆体中气泡含量，提高浆体密实度，增加灌浆料的早期及后期强度。
与现有技术相比，本发明制备的钢筋套筒连接用灌浆料，具有优异的流动度及流动度保持能力。本发明制备的钢筋套筒连接用灌浆料，无需硫铝酸盐水泥或高铝酸盐水泥，仍可获得较高的早期强度及后期强度，生产成本低，具有重要的实际应用价值。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种钢筋套筒连接用灌浆料，包括如下重量份数原料：
水泥，芜湖白马海螺P.O 52.5 400份；粉煤灰，Ⅱ级灰100份；石英砂500份；减水剂1.2份；CSA型塑性膨胀剂北极熊牌，0.3份；消泡剂0.3份；硫氰酸钠，4.0份；硫酸锂，1.0份。
所述的减水剂包括：早强型聚羧酸减水剂粉剂50份、高减水型聚羧酸减水剂粉剂(江苏兆佳产ZJ-PC8020)40份、密胺类减水剂粉剂(江苏兆佳产SM-F)10份。
所述的早强型聚羧酸减水剂粉剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将200g去离子水、340g聚醚单体HPEG-5000、1g双氧水和1.5g叔丁基过氧化氢加入反应釜中搅拌均匀，并加热至30℃；
(2)将28g丙烯酸、0.5g巯基丙酸、0.4g十二烷基硫醇、1.0g亚硫酸氢钠、0.5g硫代硫酸钠和200g去离子水混合，搅拌均匀，配成混合溶液，并将所述混合溶液滴加到步骤(1)中，3h滴加完毕后，于30℃保温搅拌3h。
(3)反应结束，加入30g氢氧化钠和5g二乙醇胺中和至PH值8，加入204.5g去离子水，控制产品浓度为40％。
(4)将合成的液体早强型聚羧酸减水剂经离心喷雾干燥，制得早强型聚羧酸减水剂粉剂。所述的离心喷雾干燥的参数为：进风温度140℃，出风口温度60℃，离心盘转速15000r/min。
实施例2
一种钢筋套筒连接用灌浆料，包括如下重量份数的原料：水泥，芜湖白马海螺P.Ⅱ52.5500份，粉煤灰，Ⅰ级灰100份；天然砂400份；减水剂1.8份；CSA型塑性膨胀剂，北极熊牌0.4份；消泡剂，0.6份；硫酸铝，4.0份；硫氰酸钠，2.0份。
所述的减水剂包括：早强型聚羧酸减水剂粉剂60份、高减水型聚羧酸减水剂粉剂(江苏兆佳产ZJ-PC8020)20份、密胺类减水剂粉剂(江苏兆佳产SM-F)20份。
所述的早强型聚羧酸减水剂粉剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将210g去离子水、340g聚醚单体HPEG-5000、2g双氧水、1g过硫酸铵加入反应釜中搅拌均匀，并加热至30℃；
(2)将45g丙烯酸、1.0g巯基丙酸、0.5g巯基乙酸、0.2g硫代硫酸钠、0.45gL-抗坏血酸、200g去离子水混合，搅拌均匀，配成混合溶液，并将所述混合溶液滴加到步骤(1)中，滴加时间为3h，滴加完毕，于30℃保温搅拌3h。
(3)反应结束，加入72g氢氧化钠和3g二乙醇胺中和至PH值9.5，加入275g去离子水，并控制产品浓度为40％。
(4)将合成的液体早强型聚羧酸减水剂经离心喷雾干燥，制得早强型聚羧酸减水剂粉剂。
所述的离心喷雾干燥的参数为：进风温度160℃，出风口温度75℃，离心盘转速16000r/min。
实施例3
一种钢筋套筒连接用灌浆料，包括如下重量份数的原料：水泥，芜湖白马海螺P.Ⅱ52.5550份；粉煤灰50份；天然砂400份；减水剂2.0份；CSA型塑性膨胀剂，北极熊牌，0.08份；消泡剂，0.9份；硫酸铝，2.0份；硫氰酸钠，4.0份。
所述的减水剂包括：早强型聚羧酸减水剂粉剂80份、高减水型聚羧酸减水剂粉剂(江苏兆佳产ZJ-PC8020)15份、密胺类减水剂粉剂(江苏兆佳产SM-F)5份。
所述的早强型聚羧酸减水剂粉剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将200g去离子水、340g聚醚单体HPEG-5000、4g双氧水、1g过硫酸铵加入反应釜中搅拌均匀，并加热至30℃；
(2)将35g丙烯酸、0.5g巯基丙酸、2.0g巯基乙酸、0.9g亚硫酸氢钠、0.3gL-抗坏血酸、280g去离子水混合，搅拌均匀，配成混合溶液，并将所述混合溶液滴加到步骤(1)中，滴加时间为3h，滴加完毕，于30℃保温搅拌3h。
(3)反应结束，加入60g氢氧化钠和2g二乙醇胺中和至PH值9，加入166.8g去离子水，并控制产品浓度为40％。
(4)将合成的液体早强型聚羧酸减水剂经离心喷雾干燥，制得早强型聚羧酸减水剂粉剂。
所述的离心喷雾干燥的参数为：进风温度180℃，出风口温度90℃，离心盘转速18000r/min。
实施效果比较：
为了评价本发明的钢筋套筒连接用灌浆料的性能，参照JG/T408-2013《钢筋套筒连接用灌浆料》的相关规定进行试验，并对灌浆料流动性能、力学性能进行检测。试验结果如表1所示：
表1钢筋套筒连接用灌浆料检测结果
Figure BDA0002254347200000051
注：比较例1、2为市售钢筋套筒连接用灌浆料。
由表1可见，本发明实施例1-3制得的钢筋套筒连接用灌浆料，较之比较例1、比较例2具有更高的初始流动度及流动度保持能力。1d、3d、28d抗压强度均高于比较例。本发明无需硫铝酸盐水泥或高铝酸盐水泥，仍可获得较高的早期强度及后期强度，生产成本低，具有重要的实际应用价值。
以上所述仅为本发明较佳实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢筋套筒连接用灌浆料，其特征在于，所述钢筋套筒连接用灌浆料包括如下重量份数的原料：水泥400-550份，粉煤灰50-100份、砂400-550份、减水剂0.8-2.5份、塑性膨胀剂0.01-0.5份、消泡剂0.1-1.0份、无机早强剂1.0-8.0份。
2.根据权利要求1所述的钢筋套筒连接用灌浆料，其特征在于，所述的水泥为P.O 52.5级或P.Ⅱ52.5级。
3.根据权利要求1或2所述的钢筋套筒连接用灌浆料，其特征在于，所述的减水剂由以下重量份原料组成：早强型聚羧酸减水剂50-80份、聚羧酸高性能减水剂15-60份、密胺类减水剂5-20份。
4.根据权利要求3所述的钢筋套筒连接用灌浆料，其特征在于，所述的早强型聚羧酸减水剂由以下方法制备得到：
1)将去离子水、聚醚单体和引发剂加入反应釜中搅拌均匀，并加热；
2)将丙烯酸、链转移剂、还原剂和去离子水混合，搅拌均匀，配成混合溶液，并将所述混合溶液滴加到步骤1)反应釜中，搅拌；
3)反应结束，加入碱性试剂调节至PH 7-10，并调节产品浓度为40％，即得液体早强型聚羧酸减水剂。
5.根据权利要求4所述的钢筋套筒连接用灌浆料，其特征在于，步骤1)中所述加热是指加热至30℃。
6.根据权利要求4或5所述的钢筋套筒连接用灌浆料，其特征在于，步骤2)中滴加时间为3h，滴加完毕后在30℃条件下保温搅拌3h。
7.根据权利要求4所述的钢筋套筒连接用灌浆料，其特征在于，聚醚单体、丙烯酸、引发剂、还原剂、链转移剂和碱性试剂的质量比为100：5～15.0：0.6～1.6：0.05～0.50：0.25～1.0：10-30。
8.根据权利要求4或7所述的钢筋套筒连接用灌浆料，其特征在于，步骤1)中，聚醚单体与去离子水的质量之比为1.5～2.0:1。
9.根据权利要求4或7所述的钢筋套筒连接用灌浆料，其特征在于，步骤2)中，去离子水的质量为丙烯酸、链转移剂和还原剂质量之和的4～8倍。
10.根据权利要求4所述的钢筋套筒连接用灌浆料，其特征在于，将步骤3)合成的液体早强型聚羧酸减水剂经离心喷雾干燥，制得早强型聚羧酸减水剂粉剂。
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