CN112551970B - 风机基础加固用水泥基灌浆材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料领域，具体公开了一种风机基础加固用水泥基灌浆材料及其制备方法。所述水泥基灌浆材料按重量百分比计，其原料组成如下：水泥65％～85％，掺合料10％～37％，减水剂0.2％～0.6％，消泡剂0.02％～0.05％，膨胀剂2％～10％，流变稳定剂0.05％～0.25％；水18％～25％，且除去水，各组分重量之和为100％。本发明提供的风机基础加固用水泥基灌浆材料具有高流动性、高强、微膨胀、高耐久性等优点。

Description

风机基础加固用水泥基灌浆材料及其制备方法
技术领域
本发明属于风电工程材料技术应用领域，涉及一种风机基础加固用水泥基灌浆材料及其制备方法，特别适用于各种风机基础维修加固灌浆。
背景技术
从上世纪九十年代开始，我国陆续开展了风电场建设项目，2000年以后，风力发电作为清洁能源项目逐渐呈现出规模化发展。早期兴建的风电项目受当时技术条件所限，其塔筒和风机基础的连接方式大部分为基础环式。这种基础形式在长期疲劳动载的作用下易出现底法兰局部应力集中现象，部分风机基础环附件混凝土已经出现了翻浆、松动、开裂、蜂窝等冲切破坏或三角区损伤问题。据行业协会估算，此类问题的风机基础数量超过万台。
目前国内对这种风机基础的加固多采用局部钻孔灌浆的方法。中国专利CN108487249A公布了一种风机基础加固方法，该发明具体公开了通过在风机基础环内外侧钻孔并进行高压化学灌浆的加固方法，所用灌浆材料为高聚物聚氨酯。中国专利CN110700334A公布了一种风机基础快速修复方法，该发明具体公开了一种灌浆与预应力加固相结合的方式进行风机基础的快速修复方法，该发明专利所用灌浆材料为AB双组分高聚物聚氨酯材料。上述专利中所用风机基础加固材料均为化学材料，价格昂贵，且对现场工况的要求极高。
中国专利CN101921086B公布了一种水泥基超高强无收缩灌浆料，该发明专利具体公开的水泥基超高强无收缩灌浆料中含有高强骨料和增强纤维。中国专利CN108484063A公布了一种加固型水泥基灌浆料，该发明专利具体公开的加固型水泥基灌浆料中所用掺合料仅选用了硅灰，而且其配方为含有骨料设计。中国专利CN103951353B公布了一种用于道路加固的灌浆料及其制备方法，该发明专利公开的配比具体采用了无骨料设计，但其所用增稠剂为膨润土或甲基羟丙基纤维素醚。上述专利中所用水泥基加固灌浆料或为含有骨料设计，或采用单一掺合料设计，或采用单一流变稳定组分，上述灌浆材料在流动性、耐久性、稳定性、抗压强度等方面的性能均有待提高。
因此，急需一种广泛适用于风机基础加固修复的高性能水泥基灌浆材料。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种风机基础加固用水泥基灌浆材料，该灌浆材料具有高流动性、高强、微膨胀、高耐久性等特点。
本发明另一目的在于提供上述风机基础加固用水泥基灌浆材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
根据本发明的一个方面，本发明提供的风机基础加固用水泥基灌浆材料，按重量百分比计，其原料组成如下：
Figure BDA0002771947200000021
以上各组分重量百分比之和为100％，以及
水，为以上各组分重量之和的18％～25％；
其中，所述掺合料为磨细矿渣粉、微珠和硅灰的混合物。
优选地，所述掺合料中，磨细矿渣粉占掺合料总重量的10％～40％，微珠占掺合料总质量的25％～70％，硅灰占掺合料总质量的10％～20％。
优选地，所述掺合料中，磨细矿渣粉占掺合料总重量的20％～40％，微珠占掺合料总质量的30％～60％，硅灰占掺合料总质量的12％～18％。
作为一个可选的实施例，所述水泥为普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥中的一种。
优选地，所述水泥为52.5硅酸盐水泥或52.5R普通硅酸盐水泥。
作为一个可选的实施例，所述减水剂为粉末状聚羧酸减水剂。
作为一个可选的实施例，所述消泡剂为粉末状有机硅消泡剂或聚醚消泡剂。
作为一个可选的实施例，所述膨胀剂为氧化镁膨胀剂或硫铝酸钙膨胀剂。
作为一个可选的实施例，所述流变稳定剂为纤维素醚与有机膨润土的混合物。
优选地，所述流变稳定剂中，纤维素醚占流变稳定剂总质量的10％～25％，有机膨润土占流变稳定剂总质量的75％～90％。
优选地，所述流变稳定剂中，纤维素醚占流变稳定剂总质量的10％～18％，有机膨润土占流变稳定剂总质量的80％～90％。
根据本发明的另一个方面，本发明提供的风机基础加固用水泥基灌浆材料的制备方法，包括：按照上述的重量百分比，将各种原材料在无重力混合机中混合15min～20min后包装成品；按18％～25％的重量百分比向成品中加入水，搅拌均匀后，静置1min～3min，得到所述风机基础加固用水泥基灌浆材料。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：采用特种原料并优化配比，制备出具有高流动性、高强、微膨胀、高耐久性的风机基础加固用水泥基灌浆材料，适用于风机基础钻孔加固灌浆施工工程，可有效填充受损的冲切破坏区或三角区。本发明制备的风机基础加固灌浆材料在标准试验室条件下，截锥流动度初始值≥380mm，流锥流动度初始值≤60s，1d抗压强度可达75MPa，28d抗压强度最高可达121MPa。具体地，本发明中，
(1)不含骨料的配比设计，保证了灌浆材料能够在一定压力下灌入孔径小于0.2mm细小孔隙，提高灌浆加固的整体性。
(2)磨细矿渣粉、微珠和硅灰的级配比例设计，可以提高灌浆材料水化后期的结构致密性，确保灌浆材料具有高耐久性的特点。
(3)流变稳定剂的复合设计，可提高灌浆材料在压力灌浆过程中的浆体稳定性，从而确保灌浆密实度。
本发明风机基础加固用水泥基灌浆材料的制备方法简单，施工便捷，在现场直接加入水搅拌均匀静置片刻后即可灌浆。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步阐述本发明。
实施例1
P·Ⅱ52.5级硅酸盐水泥81％，磨细矿渣粉4.4％，微珠5.2％，硅灰1.5％，聚羧酸减水剂0.4％，聚醚消泡剂0.05％，氧化镁膨胀剂7.2％，纤维素醚0.03％，有机膨润土0.22％。将上述材料混合均匀后加入总质量24％的水，搅拌均匀后静置1min，即得本发明水泥基灌浆材料。标准条件下测试的灌浆材料物理性能数据如表1所示。
实施例2
P·Ⅱ52.5级硅酸盐水泥73％，磨细矿渣粉8.2％，微珠10.3％，硅灰3.5％，聚羧酸减水剂0.2％，聚醚消泡剂0.03％，硫铝酸钙膨胀剂4.6％，纤维素醚0.02％，有机膨润土0.15％。将上述材料混合均匀后加入总质量19％的水，搅拌均匀后静置1min，即得本发明水泥基灌浆材料。标准条件下测试的灌浆材料物理性能数据如表1所示。
实施例3
P·O52.5R级普通硅酸盐水泥75％，磨细矿渣粉5.2％，微珠8％，硅灰2.4％，聚羧酸减水剂0.3％，有机硅消泡剂0.04％，氧化镁膨胀剂8.9％，纤维素醚0.02％，有机膨润土0.14％。将上述材料混合均匀后加入总质量21％的水，搅拌均匀后静置1min，即得本发明水泥基灌浆材料。标准条件下测试的灌浆材料物理性能数据如表1所示。
表1实施例灌浆材料物理性能(标准实验室测试环境)
Figure BDA0002771947200000051
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种风机基础加固用水泥基灌浆材料，其特征在于，按重量百分比计，其原料组成如下：
Figure FDA0003582350020000011
以上各组分重量百分比之和为100％，以及
水，为以上各组分重量之和的18％～25％；
其中，所述掺合料为磨细矿渣粉、微珠和硅灰的混合物，磨细矿渣粉占掺合料总重量的10％～40％，微珠占掺合料总质量的25％～70％，硅灰占掺合料总质量的10％～20％；
所述流变稳定剂为纤维素醚与有机膨润土的混合物，纤维素醚占流变稳定剂总质量的10％～25％，有机膨润土占流变稳定剂总质量的75％～90％；
所述膨胀剂为氧化镁膨胀剂或硫铝酸钙膨胀剂。
2.根据权利要求1所述的风机基础加固用水泥基灌浆材料，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥中的一种。
3.根据权利要求1所述的风机基础加固用水泥基灌浆材料，其特征在于，所述减水剂为粉末状聚羧酸减水剂。
4.根据权利要求1所述的风机基础加固用水泥基灌浆材料，其特征在于，所述消泡剂为粉末状有机硅消泡剂或聚醚消泡剂。
5.一种权利要求1至4中任一项所述的风机基础加固用水泥基灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括：
按照权利要求1中所述的重量百分比，将各种原材料在无重力混合机中混合15min～20min后包装成品；按18％～25％的重量百分比向成品中加入水，搅拌均匀后，静置1min～3min，得到所述风机基础加固用水泥基灌浆材料。
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