CN113277795A - 一种盾构砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种盾构砂浆及其制备方法,属于建筑材料技术领域。该盾构砂浆,由第一组分和第二组分混合得到;所述第一组分包括:硫酸钠60%‑75%,沸石15%‑25%和碳酸钙10‑15%,总计100%;所述第二组分包括砂45%‑55%,水泥15%‑25%,石灰石15%‑22%,膨润土8%‑15%,盐酸3%‑8%,减水剂0.02‑0.05%,缓凝剂0.01‑0.03%,其余为水,总计100%。该制备方法,包括以下步骤:将第一组分与第二组分混合并加入水得到所述盾构砂浆;其中,加入所述水的质量为所述第二组分质量的5‑10%。本发明在确保物料快速混合均匀的基础上实现盾构砂浆的快速凝固。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,具体涉及一种盾构砂浆及其制备方法。
背景技术
盾构砂浆是一种地铁管片拼装过程中填充于管片与地下层之间的填充类砂浆。预拌盾构砂浆的使用可以减少现场用地的使用,无需现场堆放砂、水泥、掺合料等材料;预拌盾构砂浆可减少扬尘现场,起到保护环境的作用。同时可提高施工效率,预拌盾构砂浆即拌即用,无需人工掺料搅拌,降低劳动强度。预拌盾构砂浆是一种加水搅拌自动流动的材料。
但现有的盾构砂浆中加入了缓凝剂虽然能够确保盾构砂浆的流动性,但施工过程中难以凝固,凝固所需时间长则影响施工进度。如何实现盾构砂浆的快速凝固是现有技术急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足,提供一种盾构砂浆及其制备方法,解决现有技术中盾构砂浆凝固所需时间较长的技术问题。
为达到上述技术目的,本发明的技术方案提供一种盾构砂浆及其制备方法。
本发明提出一种盾构砂浆,由第一组分和第二组分混合得到;所述第一组分按照质量百分比计,包括:硫酸钠60%-75%,沸石15%-25%和碳酸钙10-15%,总计100%;
所述第二组分按照质量百分比,包括砂45%-55%,水泥15%-25%,石灰石15%-22%,膨润土8%-15%,盐酸3%-8%,减水剂0.02-0.05%,缓凝剂0.01-0.03%,其余为水,总计100%。
进一步地,所述减水剂为羧酸减水剂。
进一步地,所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
进一步地,所述砂的粒径小于0.6mm。
进一步地,所述水泥为硅酸盐水泥。
进一步地,所述盐酸的浓度为2-4mol/L。
进一步地,所述膨润土为钠基膨润土。
进一步地,所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:100-200。
本发明还包括一种上述盾构砂浆的制备方法,包括以下步骤:
将第一组分与第二组分混合并加入水得到所述盾构砂浆;其中,加入所述水的质量为所述第二组分质量的5-10%。
进一步地,将所述第一组分、所述第二组分与水混合在100-150r/min的速度下搅拌30-90s,之后继续在60-90r/min的速度下搅拌2-4min得到所述盾构砂浆。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:第二组分因为含有缓凝剂,因此第二组分具有一定的流动性,为了加快盾构砂浆的凝固速度,加入第一组分与第二组分混合,第一组分中的硫酸钠分散于第二组分中可以与水泥反应形成大量钙矾石晶核可实现快速凝结,另外碳酸钙于盐酸反应生成热量和气体,产生的热量有一定的升温作用促进水分子的运动进而促进物料流动且有助于水气的部分挥发,并且产生的气体能够促进物料的流动,进而促进物料的快速混合,从而使得第一组分中的组分快速均匀分散于第二组分中,沸石具有一定的吸附功能,可减少第一组分和第二组分混合时产生的粉尘,同时沸石能够吸湿,可加快凝固速度,从而在确保物料快速混合均匀的基础上实现盾构砂浆的快速凝固。
具体实施方式
本具体实施方式提供了一种盾构砂浆,由第一组分和第二组分混合得到;所述第一组分按照质量百分比计,包括:硫酸钠60%-75%,沸石15%-25%和碳酸钙10-15%,总计100%;
所述第二组分按照质量百分比,包括砂45%-55%,水泥15%-25%,石灰石15%-22%,膨润土8%-15%,盐酸3%-8%,减水剂0.02-0.05%,缓凝剂0.01-0.03%,其余为水,总计100%;所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:100-200;
所述减水剂为羧酸减水剂;所述缓凝剂为葡萄糖酸钠;所述砂的粒径小于0.6mm;所述水泥为硅酸盐水泥;所述盐酸的浓度为2-4mol/L。
本具体实施方式还包括上述盾构砂浆的制备方法,包括以下步骤:将所述第一组分与所述第二组分与水混合在100-150r/min的速度下搅拌30-90s,之后继续在60-90r/min的速度下搅拌2-4min得到所述盾构砂浆,加入所述水的质量为所述第二组分质量的5-10%。
制备过程中,加入一定量的水是为了确保盾构砂浆的流动度值几乎与第二组分的原始稠度基本一致,流动度值在285-295mm,从而在确保盾构砂浆稠度的同时,加快凝固速度,缩短了凝固时间。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下述实施例中,采用的砂为机制砂,进一步地,选用粒径小于0.6mm的砂;水泥选用P·O42.5水泥;石灰石选用超细石灰石粉,比表面积大于650kg/m3,0.045mm细度筛余小于15%;膨润土选用钠基膨润土,粘度大于25×10-3Pa.s。
实施例1
本实施例提出一种盾构砂浆,由第一组分和第二组分混合得到;所述第一组分按照质量百分比计,包括:硫酸钠75%,沸石15%和碳酸钙10%;
所述第二组分按照质量百分比,包括砂50%,硅酸盐水泥15%,石灰石15%,膨润土10%,盐酸5%,羧酸减水剂0.03%,葡萄糖酸钠0.01%,其余为水,总计100%;所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:150;所述盐酸的浓度为3mol/L。
本实施例还包括上述盾构砂浆的制备方法,包括以下步骤:将所述第一组分与所述第二组分与水在150r/min的速度下搅拌90s,之后继续在90r/min的速度下搅拌2min得到所述盾构砂浆,加入所述水的质量为所述第二组分质量的10%。
实施例2
本实施例提出一种盾构砂浆,由第一组分和第二组分混合得到;所述第一组分按照质量百分比计,包括:硫酸钠65%,沸石20%和碳酸钙15%;
所述第二组分按照质量百分比,包括砂55%,硅酸盐水泥20%,石灰石22%,膨润土8%,盐酸3%,羧酸减水剂0.05%,葡萄糖酸钠0.03%,其余为水,总计100%;所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:180;所述盐酸的浓度为2mol/L。
本实施例还包括上述盾构砂浆的制备方法,包括以下步骤:将所述第一组分与所述第二组分与水混合在200r/min的速度下搅拌60s,之后继续在60r/min的速度下搅拌3min得到所述盾构砂浆,加入所述水的质量为所述第二组分质量的8%。
实施例3
本实施例提出一种盾构砂浆,由第一组分和第二组分混合得到;所述第一组分按照质量百分比计,包括:硫酸钠60%,沸石25%和碳酸钙15%;
所述第二组分按照质量百分比,包括砂45%,硅酸盐水泥15%,石灰石20%,膨润土15%,盐酸8%,羧酸减水剂0.02%,葡萄糖酸钠0.02%,其余为水,总计100%;所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:200;所述盐酸的浓度为4mol/L。
本实施例还包括上述盾构砂浆的制备方法,包括以下步骤:将所述第一组分与所述第二组分与水混合在180r/min的速度下搅拌30s,之后继续在70r/min的速度下搅拌4min得到所述盾构砂浆,加入所述水的质量为所述第二组分质量的5%。
实施例4
本实施例提出一种盾构砂浆,由第一组分和第二组分混合得到;所述第一组分按照质量百分比计,包括:硫酸钠70%,沸石20%和碳酸钙10%;
所述第二组分按照质量百分比,包括砂55%,硅酸盐水泥22%,石灰石18%,膨润10%,盐酸6%,羧酸减水剂0.04%,葡萄糖酸钠0.03%,其余为水,总计100%;所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:180;所述盐酸的浓度为3mol/L。
本实施例还包括上述盾构砂浆的制备方法,包括以下步骤:将所述第一组分、所述第二组分与水混合在150r/min的速度下搅拌90s,之后继续在80r/min的速度下搅拌3min得到所述盾构砂浆,加入所述水的质量为所述第二组分质量的6%。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于:第一组分中没有碳酸钙,第二组分中没有盐酸。
具体地,本对比例提出一种盾构砂浆,由第一组分和第二组分混合得到;所述第一组分按照质量百分比计,包括:硫酸钠75%,沸石25%;
所述第二组分按照质量百分比,包括砂50%,硅酸盐水泥15%,石灰石15%,膨润土10%,羧酸减水剂0.03%,葡萄糖酸钠0.01%,其余为水,总计100%;所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:150;所述盐酸的浓度为3mol/L。
本对比例还包括上述盾构砂浆的制备方法,包括以下步骤:将所述第一组分、所述第二组分与水混合在150r/min的速度下搅拌90s,之后继续在90r/min的速度下搅拌20min得到所述盾构砂浆,加入所述水的质量为所述第二组分质量的10%。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于:第一组分中没有沸石。
具体地,本对比例提出一种盾构砂浆,由第一组分和第二组分混合得到;所述第一组分按照质量百分比计,包括:硫酸钠75%和碳酸钙25%,总计100%;
所述第二组分按照质量百分比,包括砂50%,硅酸盐水泥15%,石灰石15%,膨润土10%,盐酸5%,羧酸减水剂0.03%,葡萄糖酸钠0.01%,其余为水,总计100%;所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:180;所述盐酸的浓度为3mol/L。
本对比例还包括上述盾构砂浆的制备方法,包括以下步骤:将所述第一组分、所述第二组分与水混合在150r/min的速度下搅拌90s,之后继续在90r/min的速度下搅拌10min得到所述盾构砂浆,加入所述水的质量为所述第二组分质量的10%。
本发明记录了各实施例和对比例混合前的第二组分凝固所需时间,混合均匀得到盾构砂浆所需的时间(混合时间),盾构砂浆凝固所需时间,结果如表1所示。因凝固时间较长,申请人在记录凝固时间时,每隔半小时观察一次。
表1实施例1-4及对比例1-2中的混合时间和凝结时间情况
为了进一步确认本申请提出的盾构砂浆的抗压强度,本申请人将实施例1-4制得的盾构砂浆养护28天检测抗压强度,结果如表2所示。
从表1可以看出,对比例1因为缺少碳酸钙和盐酸故需要较长的混合时间,而对比例2因为缺少沸石导致混合时间也较长,而且对比例1在进行混合的过程中,稠度较大不易混合均匀,对比例2在混合的过程中有较为明显的灰尘;另外对比例1因为缺少碳酸钙与盐酸反应,从而缺少发热源,水分挥发较少,故凝固时间较长,另外对比例2缺少沸石吸湿也需要较长的凝固时间,故本申请能够较快的混合均匀,并且盾构砂浆的凝固时间较短是各组分相互配合的结果。
表2实施例1-4的盾构砂浆养护28天后的抗压强度
抗压强度(MPa) | |
实施例1 | 9.3 |
实施例2 | 7.6 |
实施例3 | 6.4 |
实施例4 | 7.2 |
从表2可以得知,本发明提出的盾构砂浆养护28天后具有较好的抗压强度。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种盾构砂浆,其特征在于,由第一组分和第二组分混合得到;所述第一组分按照质量百分比计,包括:硫酸钠60%-75%,沸石15%-25%和碳酸钙10-15%,总计100%;
所述第二组分按照质量百分比,包括砂45%-55%,水泥15%-25%,石灰石15%-22%,膨润土8%-15%,盐酸3%-8%,减水剂0.02-0.05%,缓凝剂0.01-0.03%,其余为水,总计100%。
2.根据权利要求1所述的盾构砂浆,其特征在于,所述减水剂为羧酸减水剂。
3.根据权利要求1所述的盾构砂浆,其特征在于,所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
4.根据权利要求1所述的盾构砂浆,其特征在于,所述砂的粒径小于0.6mm。
5.根据权利要求1所述的盾构砂浆,其特征在于,所述水泥为硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的盾构砂浆,其特征在于,所述盐酸的浓度为2-4mol/L。
7.根据权利要求1所述的盾构砂浆,其特征在于,所述膨润土为钠基膨润土。
8.根据权利要求1所述的盾构砂浆,其特征在于,所述第一组分和所述第二组分的质量比为1:100-200。
9.一种权利要求1-8任一项所述的盾构砂浆的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将第一组分与第二组分混合并加入水得到所述盾构砂浆;其中,加入所述水的质量为所述第二组分质量的5-10%。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,将所述第一组分、所述第二组分与水混合在100-150r/min的速度下搅拌30-90s,之后继续在60-90r/min的速度下搅拌2-4min得到所述盾构砂浆。
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