CN110981261A - 一种利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及道路工程技术领域，具体涉及一种用于路面脱空处治注浆料的利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物及其制备方法，包括A组分、B组分和水，A组分和B组分的重量比为1:0.45，A组分为重量比为70%：30%的高炉矿渣和粉煤灰通过研磨设备为θ3.2*13m球磨机经研磨得到的D50

10μm、比表面积≥700m²/g的复合粉末，B组分由以下各原料按照重量份数制备而成：碱性激发剂6‑6.5份，外加助剂Ⅰ1.5‑2份，外加助剂Ⅱ0.03‑0.05份，外加助剂Ⅲ0‑12份；水79.45‑92.47份。低聚物注浆材料反应后结构致密，压力泌水率低，提高道路承载能力、抵抗弯曲拉伸变形产生裂缝的能力，抗水冲刷性能。

Description

一种利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物及其制备方法

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，具体涉及一种用于路面脱空处治注浆料的利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物及其制备方法。

背景技术

鉴于水泥路面脱空处治注浆料主要是填充路面结构层间细微的空隙、粘结加固松散、脱空的层间材料，因此注浆后首先是能在较短时间内形成较高的强度，从而达到明显的补强效果，以及提高路面的承载能力。这就要求注浆材料有以下几种性能：

1）浆液流动性好，渗透性高，在低压状态下使浆液得到较好地渗透，可注性强，可泵性好能渗透到细小的裂隙或孔隙内，并在固结后形成均匀、高强、良好粘结性的水泥石，消除结构层中的细小空隙，达到治理路面脱空病害的目的；

2）碱激发剂的选择，要能够激活土壤或层间淤泥的惰性材料，地聚合物注浆材料要使松散的结构层、结构层的淤泥等粘结形成一个结石体，即形成粘结为一体的弹性层状结构体系；

3）结石体早期强度高，具有一定的抗压、抗折强度，抗渗性好，抗冲刷及耐老化性能好。公路施工必须保证路段畅通，由此出发可知施工封闭的时间和区段越短越好，因此要求其早期强度要高，一般3d内的强度要达到5MPa以上；

4）注浆材料要有良好的泌水性和收缩性，浆液固化时无收缩但微膨胀，以提高硬化浆体与水泥混凝土板和基层的粘结；

5）凝结时间可以在几秒及数小时范围内任意调整，并能准确控制，具有快硬固化、终凝时间短的特点；

6）稳定性好，在常温常压下较长时间存放不改变其基本性质，存放不受温度湿度变化的影响，材料环保施工方便清洁，安全无毒。

目前的低聚物存在一些问题：1.流动性较差；2.与土壤或层间淤泥的惰性材料互溶粘结性差3.一般低聚物采用的矿粉比表面只有300-400m2/kg。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种流动性好，渗透性高的利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物，包括A组分、B组分和水，A组分和B组分的重量比为1:0.45，A组分为重量比为70%：30%的高炉矿渣和粉煤灰通过研磨设备为θ3.2*13m球磨机经研磨得到的D50

10μm、比表面积≥700m²/g的复合粉末，B组分由以下各原料按照重量份数制备而成：碱性激发剂6-6.5份，外加助剂Ⅰ1.5-2份，外加助剂Ⅱ0.03-0.05份，外加助剂Ⅲ0-12份；水79.45-92.47份。

所述的碱性激发剂为MgoH。

所述的外加助剂Ⅰ为甲酸钙。

所述的外加助剂Ⅱ为三乙醇胺。

利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1）、称取A组分，备用；

步骤2）、按重量比1:0.45称取B组分，加入到步骤1）中得到的复合粉末中，搅拌时间不超过5分钟，得到初凝时间为120min-350min，终凝时间为210min-600min的浆体。

本发明的积极效果是：1.超高流动性与渗透性：在压力下可以向各个方向流动，通过填充、渗透和挤密迅速将超细矿渣粉制备低聚物注浆材料进入微细空隙中，填充脱空区，排除水分，修复道路基层、路面病害和补强路面结构整体强度；

2.激活基层或路基填土中的惰性材料：通过碱激发剂可激活基层或路基填土中的惰性二氧化硅和氧化铝，通过与路基、基层中的矿物活性成分进行聚合反应，使超细矿渣粉制备低聚物注浆材料与基层或土壤形成均匀致密粘结性好的结石体，满足道路结构层后期强度与稳定性的需要；

3. 高抗压、抗折强度及抗水冲刷能力：超细矿渣粉制备低聚物注浆材料反应后结构致密，压力泌水率低，提高道路承载能力、抵抗弯曲拉伸变形产生裂缝的能力，抗水冲刷性能。

具体实施方式

实施例1

一种利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物，包括以下重量的原料，A组分：高炉矿渣700千克，粉煤灰300千克；B组分总计450千克：碱性激发剂27千克，外加助剂Ⅰ6.75千克，外加助剂Ⅱ0.135千克，外加助剂Ⅲ0千克；A组分和B组分的重量比为1:0.45；水416.115千克。

碱性激发剂为MgoH，外加助剂Ⅰ为甲酸钙，外加助剂Ⅱ为三乙醇胺，外加助剂Ⅲ为偏硅酸钠，模数为1.4，固含量为0.41。

制备上述低聚物的方法为：

步骤1）、按重量称取A组分，将称取好的A组分投入到θ3.2*13m球磨机，要求研磨机的径长比大于4，研磨得到D50

10μm、比表面积大于700m²/kg的复合粉末；

步骤2）、按重量比1:0.45称取B组分，加入到步骤1）中得到的复合粉末中，搅拌均匀，搅拌时间不超过5分钟，得到初凝时间为350min，终凝时间为600min的浆体。

实施例2

一种利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物，包括以下重量千克数的原料，A组分：高炉矿渣700千克，粉煤灰300千克；B组分450千克：碱性激发剂29.25千克，外加助剂Ⅰ9千克，外加助剂Ⅱ0.225千克，外加助剂Ⅲ0千克；A组分和B组分的重量比为1:0.45；水411.525千克。

碱性激发剂为MgoH，外加助剂Ⅰ为甲酸钙，外加助剂Ⅱ为三乙醇胺，外加助剂Ⅲ为偏硅酸钠，模数为1.4，固含量为0.41。

制备上述低聚物的方法为：

步骤1）、按重量称取A组分，将称取好的A组分投入球磨机，要求研磨机的径长比大于4，研磨得到比表面积大于700m²/kg的复合粉末；

步骤2）、按重量比1:0.45称取B组分，加入到步骤1）中得到的复合粉末中，搅拌均匀，搅拌时间不超过5分钟，得到初凝时间为280min，终凝时间为470min的浆体。

实施例3

一种利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物，包括以下重量千克数的原料，A组分：高炉矿渣700千克，粉煤灰300千克；B组分450千克：碱性激发剂29.25千克，外加助剂Ⅰ9千克，外加助剂Ⅱ0.225千克，外加助剂Ⅲ54千克；A组分和B组分的重量比为1:0.45；水357.525千克。

碱性激发剂为MgoH，外加助剂Ⅰ为甲酸钙，外加助剂Ⅱ为三乙醇胺，外加助剂Ⅲ为偏硅酸钠，模数为1.4，固含量为0.41。

制备上述低聚物的方法为：

步骤1）、按重量称取A组分，将称取好的A组分投入球磨机，研磨得到比表面积大于700m²/kg的复合粉末；

步骤2）、按重量比称取B组分，加入到步骤1）中得到的复合粉末中，搅拌均匀，搅拌时间不超过5分钟，得到初凝时间为120min，终凝时间为210min的浆体。

上述各实施例中，高炉矿渣的化学组成见下表1：

表1

名称	CaO	SiO<sub>2</sub>	AlO<sub>3</sub>	Na<sub>2</sub>O	MgO	SO<sub>3</sub>	K<sub>2</sub>O	TiO<sub>2</sub>	MnO	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
											含量(wt.%)	38.79	31.66	11.43	0.306	6.246	1.42	0.378	0.51	0.139	0.553

浆体的抗压强度与碱性激发剂加入量的关系见下表2：

表2

外加助剂有助于提高浆体的抗压强度，关系见下表3、表4：

表3

表4

Claims (6)

1.一种利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物，其特征在于，包括A组分、B组分和水，A组分和B组分的重量比为1:0.45，A组分为重量比为70%：30%的高炉矿渣和粉煤灰通过研磨设备为θ3.2*13m球磨机经研磨得到的D50 10μm、比表面积≥700m2/g的复合粉末，B组分由以下各原料按照重量份数制备而成：碱性激发剂6-6.5份，外加助剂Ⅰ1.5-2份，外加助剂Ⅱ0.03-0.05份，外加助剂Ⅲ0-12份；水79.45-92.47份。

2.根据权利要求1所述的利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物，其特征在于：所述的碱性激发剂为MgoH。

3.根据权利要求1所述的利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物，其特征在于：所述的外加助剂Ⅰ为甲酸钙。

4.根据权利要求1所述的利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物，其特征在于：所述的外加助剂Ⅱ为三乙醇胺。

5.根据权利要求1所述的利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物，其特征在于：所述的外加助剂Ⅲ为偏硅酸钠，模数为1.4，固含量为0.41。

6.一种如权利要求1到5任一所述的利用超细高炉矿渣粉制备的低聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）、称取A组分，备用；

步骤2）、按重量比1:0.45称取B组分，加入到步骤1）中得到的复合粉末中，搅拌时间不超过5分钟，得到初凝时间为120min-350min，终凝时间为210min-600min的浆体。