CN113416047B

CN113416047B - 预制装配式建筑用封浆料及其制备与使用方法

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Publication number: CN113416047B
Application number: CN202110729698.0A
Authority: CN
Inventors: 瞿海洋; 范德科; 郑东昊; 马凯; 张帅; 王健; 吕明超; 王泽瀚
Original assignee: Cnbm Zhongyan Technology Co ltd
Current assignee: Cnbm Zhongyan Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2022-06-24
Anticipated expiration: 2041-06-29
Also published as: CN113416047A

Abstract

本发明涉及一种预制装配式建筑用封浆料及其制备与使用方法，由AB双组份组成，可根据施工环境温度和施工技术要求通过调整A、B组分比例，混合得到封浆料材料，加水拌和的封浆料具有早强、高强、微膨胀、高粘接力的特点，满足施工对材料性能的要求或作为灌浆漏浆应急处置材料，确保预制装配式建筑施工质量的同时大大提高施工效率。

Description

预制装配式建筑用封浆料及其制备与使用方法

技术领域

本发明涉及一种水泥基建筑材料，具体的涉及预制装配式建筑用封浆料及其制备与使用方法，具体应用于预制装配式建筑构件的安装施工。

背景技术

近年来，随着我国经济的飞速发展和城市化建设的逐渐普及，以往的建设过程产生了较多的环境污染、能源浪费的问题，已经不再适合现如今的建设发展需求。新型的预制装配式建筑结构体系运用而生，预制装配式建筑是指在构件预制场完成构件制作后，在施工现场进行组装连接，完成结构的施工。其中预制构件钢筋连接是否可靠对整个结构整体性能与抗震效果起着决定性的影响。

对于预制装配式建筑，目前最广泛应用的钢筋套筒灌浆连接，其是指在钢筋和套筒之间灌注灌浆料，待灌浆料硬化后，套筒和被连接的钢筋以及灌浆料形成一个可靠的连接。在灌浆料灌注前，需要对套筒口或构件的端部进行封堵，再由灌浆料将所有的缝隙填充。

目前，常用的封仓灌浆工艺有两种。一是独立腔法封仓灌浆，是指在预制构件吊装前，在下部承接构件上铺设一层座浆料，然后将构件吊装完毕。二是联通腔法封仓灌浆，首先将构件吊装安装完毕，采用抹刀和专用辅助工具将封浆料封堵于构件与下承构件缝隙中。因此，由于两种施工方式的不同，对于封仓用的材料也不同，独立腔法座浆料要求材料具有一定流动性、良好的保水性及较高的后期强度，对早期小时强度的要求相对较低，CN106630871A和CN109516737A所述的座浆料均为此类材料。

封浆料则要求材料不能有流动性，且早期强度增长快、后期强度高。CN103145380A所述的材料与本发明相似，但该发明的应用领域与本发明不同，且该发明与本发明的力学性能差距较远，不是同一类材料。

为了解决预制装配式建筑联通腔法封仓灌浆施工工艺中材料的需求，发明了一种早强高强、工作性能优异、具有良好粘接性能及抗裂性能的封浆料，对提高预制装配式建筑的施工效率、保障施工质量具有显著意义。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种预制装配式建筑用封浆料，具有早强高强、微膨胀、易拌和、施工工作性佳的优点，可大大缩短预制构件灌浆连接的施工时间。

具体的，本发明预制装配式建筑用封浆料，由A组分与B组分组成，其中，

A组分组成为：

快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥 35～40份，

硅酸盐水泥 10～15份，

水化调控剂 0.5～2份，

超细粉煤灰 3～5份，

膨胀剂 0.2～0.5份，

细集料 45～50份，

减水剂 0.05～0.5份，

消泡剂 0.05～0.5份，

保水剂 0.005～0.10份，

增稠剂 0.005～0.03份，

抗冻剂：0～2份，

优选的，所述快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥由高贝利特硫铝酸盐熟料、硬石膏、混合材组成，其中高贝利特硫铝酸盐熟料包含0.5-4.6％f-CaO 与14-26.3％f-CaSO₄；所述硅酸盐水泥为P.O62.5、P.O52.5、P.O42.5、P. Ⅱ42.5、P.Ⅱ52.5中的一种或两种。

优选的，所述水化调控剂由磨细电石渣、煅烧硅藻土、活性氧化铝粉、去离子水经混合、干燥、磨细得到。该水化调控剂的主要成分为纳米AFt 晶体和纳米C-S-H，可作为微小晶核调节胶凝材料的水化进程。

本发明封浆料A组分采用快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥，并辅以超细粉煤灰作为胶凝材料，现有技术中大多高贝利特硫铝酸盐水泥品种众多，诸多专利文本中也进行了披露，但大多高贝利特硫铝酸盐水泥f-CaO和f-CaSO₄含量较低，本发明采用高f-CaO和f-CaSO₄含量熟料制备得到的快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥，配合硅酸盐水泥，大大提高了水泥浆体的碱度，与水化调控剂共同作用，可促进超细粉煤灰和硅酸盐水泥的水化速率，f-CaSO₄可以在早期与C₄A₃S矿物迅速水化，实现速凝早强。本发明高贝利特硫铝酸盐熟料烧制过程中，过量的f-CaSO₄可调控中间矿物硫硅酸钙的形成与分解，提高了C₂S矿物的水化活性，促进了水化后期强度的增长，且过量的f-CaSO₄与B组分中添加的硬石膏可形成钙离子和硫酸根离子的溶解补偿，持续促进水泥矿物AFt和C-S-H凝胶的生成，保证了封浆料早期和后期力学性能的增长，实现了封浆料硬化后的持续微膨胀。

B组分的组成为：

超高强硫铝酸盐水泥 40～50份，

硬石膏 5～10份，

铝酸钙非晶相 1～5份，

超细粉煤灰 3～5份，

细集料 45～50份，

促凝剂 0.005～0.2份，

缓凝剂 0.02～0.5份，

减水剂 0.05～0.5份，

消泡剂 0.05～0.5份，

保水剂 0.005～0.10份，

增稠剂 0.005～0.03份，

抗冻剂：0～2份。

优选的，所述超高强硫铝酸盐水泥不含混合材，更优选的，其强度等级为62.5、72.5、或82.5级。

铝酸钙非晶相也称非结晶铝酸钙，其是以C₁₂A₇为主要成分的铝酸盐类矿物，经过烧成粉磨制得，其水化过程类似于铝酸盐水泥，但其活性更高，水化速率更快，本发明B组分中通过添加超高强硫铝酸盐水泥、硬石膏、铝酸钙非晶相、超细粉煤灰共同发生水化反应，并添加促凝剂和缓凝剂对水化进程进行调节，与组分A混合后可进一步缩短凝结时间，从而在灌浆过程实现应急补漏。

优选的，所述促凝剂为碳酸锂、氢氧化锂中的一种或两种，所述缓凝剂为硼酸、酒石酸中的一种或两种。

优选的，所述细集料为石英砂，其SiO₂含量不低于95％，按照筛网尺寸分为20-40目、40-70目、80-120目三种。

优选的，所述减水剂为木质素磺酸盐系列减水剂，减水率为8％～10％；所述消泡剂为有机硅类消泡剂；所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚。

优选的，所述增稠剂为可再分散乳胶粉，所述抗冻剂为粉体亚硝酸钠或亚硝酸钙中的一种或两种。

优选的，所述A组分与B组分质量比为1:9～9:1，更优选的，所述A组分与B组分质量比为2:8～9:1。本发明采用A、B双组份形式，其中A、B组分中均添加胶凝材料、细集料和外加剂，其中A、B组分中胶凝材料虽然具体成分不同，但总体占比相当，细集料的占比也相当，外加剂组成略有区别，也有部分重合，其中促凝剂和缓凝剂仅在B组分中添加，如此便可根据施工环境温度、施工场景的不同，通过适当调整A组分和B组分的比例，调整早期凝结时间及抗压强度，便可避免单独计量外加剂调整凝结时间时计量误差、人工操作、拌合过程中带来的搅拌不均匀、外加剂掺量波动带来的不便。本发明封浆料在一般环境中施工时，可调整A组分：B组分＝9:1～7:3；在灌浆施工过程中，不可避免的会出现漏浆状况发生，通常的处理办法是将硬化封将仓剔凿打开，使用高压水对套筒及下部灌浆区域进行冲洗，之后重新进行封仓灌浆。这大大影响灌浆的施工效率，影响施工节奏。通过使用A组分：B组分＝2:8～1:9比例混合的封浆料，可控制材料凝结时间在2～10min，力学性能迅速增长，满足现场应急处置漏浆等情况，提供应急补漏功能，提高了灌浆施工效率确保灌浆施工质量；当环境温度低于0℃时，通过掺加一定量的抗冻剂，调整A组分：B组分＝7:3～4:6的比例混合，可保证满足低至-15℃环境温度的使用要求。

本发明的第二目的在于提供一种装配式建筑用封浆料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取各原料，分别添加至搅拌机搅拌均匀进行包装，得A组分和B组分。

当无需现场调整A：B组分时且比例确定时，可由工厂直接将A、B组分按照比例称取各原料，进行混合包装。

本发明的第三目的在于提供一种装配式建筑用封浆料的应用方法，用于预制构件吊装完成后的灌浆仓的封堵，具体包括如下步骤：按比例将A 组分与B组分混合均匀，得封浆料粉料，按照封浆料粉料：水＝1:0.14～0.18 的重量比称取拌合用水，将水加入至封浆料粉料中，利用手工瓦刀或搅拌机进行搅拌至均匀，即可使用。

本发明封浆料具有以下技术指标和有益效果：

1)易拌合：通过掺加精制提炼的掺合料配合低减水率的减水剂，降低拌合阻力的同时降低需水量，满足施工现场人工搅拌要求，降低施工人员体力强度；低减水率的减水剂配合保水剂及增稠剂的掺加，确保材料无流动性，与上下构件具有足够的粘接力，28d粘接强度可达1.0MPa以上，且表面抹面平整光滑，表观好，静置不流动，跳桌流动度140～200mm，施工性能良好；

2)凝结时间短，早期强度高，自加水搅拌开始计时，凝结时间控制在 2min～40min，保证基本的可操作时间，4h抗压强度≥15MPa；

3)力学性能高，1d抗压强度≥30MPa，28d抗压强度≥60MPa；

4)适用温度范围广，通过采用A、B双组分拌和，满足低温及高温条件下的适应性；

5)可作为应急处置材料，当A、B组分比例在2:8～1:9范围时，可将凝结时间控制在2min～10min，可用于灌浆施工过程中处理漏浆、渗浆、灌浆仓破损修补；

6)微膨胀效应，通过精准调控各原料比例，可获得良好的膨胀量，确保封浆料与上下构件连接紧密；

7)可适用夏季施工及冬季施工：本发明设计的封浆料，通过掺加一定量的抗冻剂及调凝剂，可根据施工气温，精准调整施工的可操作时间；在冬季等低温条件，不需要特殊的保温加热措施，依然满足施工的操作性能及力学性能的要求。

附图说明

图1预制装配式建筑用封浆料施工图

具体实施方式

实施例一

预制装配式建筑用封浆料，由A组分与B组分质量比8:2组成，其中A 组分组成为：快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥38份，硅酸盐水泥14份，水化调控剂0.9份，超细粉煤灰4份，UEA膨胀剂0.3份，细集料49份，木质素磺酸盐减水剂0.25份，有机硅消泡剂0.1份，羟丙基甲基纤维素0.02 份，可再分散乳胶粉0.02份，B组分的组成为：超高强硫铝酸盐水泥46份，硬石膏7份，铝酸钙非晶相3份，超细粉煤灰4份，细集料46份，碳酸锂0.1份，硼酸0.2份，木质素磺酸盐减水剂0.3份，有机硅消泡剂0.1 份，羟丙基甲基纤维素0.02份，可再分散乳胶粉0.02份，封浆料粉料：水的质量比为1:0.15。经检测，性能指标如下：

实施例二

预制装配式建筑用封浆料，由A组分与B组分质量比2:8组成，其中A 组分组成为：快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥38份，硅酸盐水泥14份，水化调控剂0.9份，超细粉煤灰4份，UEA膨胀剂0.3份，细集料49份，木质素磺酸盐减水剂0.25份，有机硅消泡剂0.1份，羟丙基甲基纤维素0.02 份，可再分散乳胶粉0.02份，B组分的组成为：超高强硫铝酸盐水泥46份，硬石膏7份，铝酸钙非晶相3份，超细粉煤灰4份，细集料46份，碳酸锂0.1份，硼酸0.2份，木质素磺酸盐减水剂0.3份，有机硅消泡剂0.1 份，羟丙基甲基纤维素0.02份，可再分散乳胶粉0.02份，封浆料粉料：水的质量比为1:0.15。经检测，性能指标如下：

实施例三

预制装配式建筑用封浆料，由A组分与B组分质量比7:3组成，其中A 组分组成为：快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥38份，硅酸盐水泥14份，水化调控剂0.9份，超细粉煤灰4份，UEA膨胀剂0.3份，细集料49份，木质素磺酸盐减水剂0.25份，有机硅消泡剂0.1份，羟丙基甲基纤维素0.02 份，可再分散乳胶粉0.02份，亚硝酸钙1份，B组分的组成为：超高强硫铝酸盐水泥46份，硬石膏7份，铝酸钙非晶相3份，超细粉煤灰4份，细集料46份，碳酸锂0.1份，硼酸0.2份，木质素磺酸盐减水剂0.3份，有机硅消泡剂0.1份，羟丙基甲基纤维素0.02份，可再分散乳胶粉0.02份，亚硝酸钙1份，封浆料粉料：水的质量比为1:0.15。经检测，性能指标如下：

实施例四

预制装配式建筑用封浆料，由A组分与B组分质量比5:5组成，其中A 组分组成为：快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥38份，硅酸盐水泥14份，水化调控剂0.9份，超细粉煤灰4份，UEA膨胀剂0.3份，细集料49份，木质素磺酸盐减水剂0.25份，有机硅消泡剂0.1份，羟丙基甲基纤维素0.02 份，可再分散乳胶粉0.02份，亚硝酸钙1份，B组分的组成为：超高强硫铝酸盐水泥46份，硬石膏7份，铝酸钙非晶相3份，超细粉煤灰4份，细集料46份，碳酸锂0.1份，硼酸0.2份，木质素磺酸盐减水剂0.3份，有机硅消泡剂0.1份，羟丙基甲基纤维素0.02份，可再分散乳胶粉0.02份，亚硝酸钙1份，封浆料粉料：水的质量比为1:0.15。经检测，性能指标如下：

对比例一

封浆料，由A组分与B组分质量比8:2组成，其中A组分组成为：硅酸盐水泥52份，超细粉煤灰4.9份，UEA膨胀剂0.3份，细集料49份，木质素磺酸盐减水剂0.25份，有机硅消泡剂0.1份，羟丙基甲基纤维素0.02 份，可再分散乳胶粉0.02份，B组分的组成为：超高强硫铝酸盐水泥46 份，硬石膏7份，超细粉煤灰7份，细集料46份，碳酸锂0.1份，硼酸0.2 份，木质素磺酸盐减水剂0.3份，有机硅消泡剂0.1份，羟丙基甲基纤维素0.02份，可再分散乳胶粉0.02份，封浆料粉料：水的质量比为1:0.15。经检测，性能指标如下：

对比例二

封浆料，由A组分与B组分质量比2:8组成，其中A组分组成为：硫铝酸盐水泥38份，硅酸盐水泥14份，超细粉煤灰4.9份，UEA膨胀剂0.3 份，细集料49份，聚羧酸减水剂0.29份，有机硅消泡剂0.1份，B组分的组成为：超高强硫铝酸盐水泥46份，超细粉煤灰14份，细集料46份，碳酸锂0.1份，硼酸0.2份，聚羧酸减水剂0.34份，有机硅消泡剂0.1份，封浆料粉料：水的质量比为1:0.14。经检测，性能指标如下：

Claims

1.一种预制装配式建筑用封浆料，其特征在于，由A组分与B组分组成，

A组分组成为：

快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥35～40份，

硅酸盐水泥10～15份，

水化调控剂0.5～2份，

超细粉煤灰3～5份，

膨胀剂0.2～0.5份，

细集料45～50份，

减水剂0.05～0.5份，

消泡剂0.05～0.5份，

保水剂0.005～0.10份，

增稠剂0.005～0.03份，

抗冻剂：0～2份，

B组分的组成为：

超高强硫铝酸盐水泥40～50份，

硬石膏5～10份，

铝酸钙非晶相1～5份，

超细粉煤灰3～5份，

细集料45～50份，

促凝剂0.005～0.2份，

缓凝剂0.02～0.5份，

减水剂0.05～0.5份，

消泡剂0.05～0.5份，

保水剂0.005～0.10份，

增稠剂0.005～0.03份，

抗冻剂：0～2份；

所述快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥由高贝利特硫铝酸盐熟料、硬石膏、混合材组成，其中高贝利特硫铝酸盐熟料包含0.5-4.6％f-CaO与14-26.3％f-CaSO₄；所述超高强硫铝酸盐水泥不含混合材；所述硅酸盐水泥为P.O62.5、P.O52.5、P.O42.5、P.Ⅱ42.5、P.Ⅱ52.5中的一种或两种，

所述水化调控剂由磨细电石渣、煅烧硅藻土、活性氧化铝粉、去离子水经混合、干燥、磨细得到的一种白色粉体，

所述减水剂为木质素磺酸盐系列减水剂，减水率为8％～10％；所述消泡剂为有机硅类消泡剂；所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚，

所述增稠剂为可再分散乳胶粉；所述抗冻剂为粉体亚硝酸钠或亚硝酸钙中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的预制装配式建筑用封浆料，其特征在于，所述促凝剂为碳酸锂、氢氧化锂中的一种或两种，所述缓凝剂为硼酸、酒石酸中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的预制装配式建筑用封浆料，其特征在于，所述细集料为石英砂，其SiO₂含量不低于95％，按照筛网尺寸分为20-40目、40-70目、80-120目三种。

4.根据权利要求1所述的预制装配式建筑用封浆料，其特征在于，所述A组分与B组分质量比为1:9～9:1。

5.根据权利要求1-4任意一项所述预制装配式建筑用封浆料的制备方法，其特征在于，按比例称取各原料，分别添加至搅拌机搅拌均匀进行包装，得A组分和B组分；

6.根据权利要求1-4任意一项所述的预制装配式建筑用封浆料的使用方法，其特征在于，根据现场施工时间要求，调整A组分与B组分的比例，混合均匀得封浆料粉料，按照封浆料粉料：水＝1:0.14～0.18的质量比称取拌合用水，将水加入至封浆料粉料中，利用手工瓦刀或搅拌机进行搅拌至均匀，即可使用。