CN113754388A - 一种管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆及其制备方法 - Google Patents

一种管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆及其制备方法，包含以下步骤：配制干粉料，以质量份数计，将硅酸盐水泥100‑120份，高抗型铝酸盐水泥20‑30份，石英砂60‑80份，河沙40‑50份，减水剂1‑5份，钢纤维1‑3份，聚阴离子纤维素1‑3份混合并搅拌均匀；继续搅拌得到的干粉料，在搅拌同时加入水50‑60份；加入自制膨润土浆料2‑5份，在200‑400r/min下搅拌5‑10分钟，形成砂浆产品；自制膨润土浆料由高粘膨润土8‑10份，碳酸钠0.2‑0.5份，水95‑100份按比例均匀混合，搅拌后膨化即得；高粘膨润土为用有机季铵盐改性制备出高粘度有机膨润土。本发明通过对组分的设定，使制备的砂浆的保水性更强，触变性和附着能力更强，凝结时间更短，抗折抗压强度更高，耐腐蚀性更强。

Description

一种管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆及其制备 方法
技术领域
本发明涉及管道修复领域，具体涉及一种管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆及制备方法。
背景技术
随着国家城市化建设的进一步推进，城市地下基础设计错综复杂，对地下管网系统提出了更高的要求。尤其一些早期建设的地下排水管网出现了不同程度的坍塌破损，而常规的开挖修复对城市交通环境等方面有一定影响，越来越多的非开挖修复被运用在排水管网的修复施工中。非开挖管道修复技术可以很好的解决城市管道存在的老化、腐蚀、渗漏、接口脱节、变形等问题，延长管道使用寿命，减少次生灾害的发生。非开挖管道修复的优点有：对环境、交通、拥挤的生活区、商业区干扰小；利用待修复管线的轨迹，无须控制施工方向；对待修复管道的过流能力影响不大；施工时暴露面小，提高了安全性；施工效率高，节省施工费用。针对结构性修复常用原位修复法，螺旋缠绕法，胀管法等工艺；对于部分整体结构完整，由于腐蚀导致的缺陷，可运用喷涂砂浆法进行功能性修复。其优势在于施工操作简单，砂浆凝结快速，恢复通水时间短，可根据不同管道环境配置不同改性砂浆，提高管道强度和耐腐蚀性。
现有修复用灌浆材料大多长期依赖于进口，关键材料的价格昂贵，材料性能无法协同设备、工艺自主开发，非开挖技术的推广和发展必然会受到制约。目前市面上一般砂浆的技术指标，如粘结强度很难满足旋喷施工的要求，或者旋喷后的结构强度不能够满足修复要求或通水时间长，耐腐蚀性较差，一段时间后出现管道内径有松散剥落的现象。专利CN111848070A中提及的一种以铝酸盐水泥、石英砂为主要原料的铸铁管内衬用铝酸盐水泥砂浆可用于铸管内衬施工，但使用条件有限制，施工时间内衬强度还有待提升，以适应大管径的排水管网；专利CN109437786A中所述的一种自来水管道PCCP管用修补砂浆，原料包括凝胶材料、细集料、重钙、羟乙基纤维素醚等，制成的修补材料具有强度高、粘结力好等优点，但抗腐蚀能力仍有待提升；专利CN103951365A发明了一种硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥-石膏-聚合物复合砂浆及制备方法，具有良好抗渗能力和粘结强度，但凝结时间还需一定提升，以满足管道修复后快速通水的需求。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中砂浆粘结强度、抗渗强度、机械强度低，凝结时间长、耐腐蚀性差的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆的制备方法，其步骤包含：
S1，配制干粉料；以质量份数计，将P.O.42.5硅酸盐水泥100-120份，高抗型铝酸盐水泥20-30份，石英砂60-80份，河沙40-50份，减水剂1-5份，钢纤维1-3份，聚阴离子纤维素1-3份混合并搅拌均匀；
S2，继续搅拌步骤S1得到的干粉料，在搅拌同时加入水50-60份；
S3，将自制膨润土浆料2-5份加入步骤S2得到的产物，在200-400r/min下搅拌5-10分钟，形成防腐砂浆产品；所述的自制膨润土浆料由高粘膨润土8-10份，碳酸钠0.2-0.5份，水95-100份按比例均匀混合，搅拌后膨化即得；所述的高粘膨润土为用有机季铵盐改性制备出高粘度有机膨润土。
较佳地，所述的减水剂为早强型聚羧酸减水剂粉末。
较佳地，所述的硅酸盐水泥为P.O.42.5硅酸盐水泥。
较佳地，所述的河沙的细度模数小于1.6。
较佳地，所述的石英砂为70～100目。
本发明还公开了一种使用上述方法制备的一种管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆，所述的砂浆的组分为：以质量份数计，P.O.42.5硅酸盐水泥100-120份，高抗型铝酸盐水泥20-30份，石英砂60-80份，河沙40-50份，早强型聚羧酸减水剂粉末1-5份，钢纤维1-3份，聚阴离子纤维素1-3份，水50-60份，自制膨润土浆料2-5份。
本发明的有益效果包含：通过对组分的设定，使制备的修复用防腐砂浆的保水性更强，触变性和附着能力更强，凝结时间更短，抗折抗压强度更高，也有更强的耐腐蚀性。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆的制备方法，其步骤包含：
S1，配制干粉料；以质量份数计，将P.O.42.5硅酸盐水泥100-120份，高抗型铝酸盐水泥20-30份，石英砂60-80份，河沙40-50份，减水剂1-5份，钢纤维1-3份，聚阴离子纤维素1-3份混合并搅拌；较佳地，所述的减水剂选取早强型聚羧酸减水剂，早强型聚羧酸减水剂相比其他萘系与磺酸盐减水剂无毒无害，可以减轻对排水管网的化学污染；较佳地，所述的石英砂为70～100目，河沙的细度模数小于1.6，便于喷涂；所述的高抗型铝酸盐水泥能提高水泥水化，释放热量，能够适应低温环境的施工条件；石英砂与河沙按一定比例的复配，增加级配，提升砂浆固化后的强度；
S2，继续搅拌步骤S1得到的干粉料，在搅拌同时加入水50-60份，在200-400r/min下搅拌5-10分钟；
S3，将自制膨润土浆料2-5份加入步骤S2得到的产物，在200-400r/min下搅拌5-10分钟，形成砂浆产品；所述的自制膨润土浆料由高粘膨润土8-10份，碳酸钠0.2-0.5份，水95-100份按比例均匀混合，搅拌后膨化即得；所述的高粘膨润土为在一定条件下用有机季铵盐改性制备出高粘度有机膨润土。
本发明制备的砂浆还可用于检查井的修复。
以下通过实施例和对比例说明技术效果。
实施例1
干粉料的制备：以质量份数计，将P.O.42.5硅酸盐水泥100份，高抗型铝酸盐水泥20份，石英砂(70目)60份，河沙40份，早强型聚羧酸减水剂粉末1份，钢纤维1份，聚阴离子纤维素1份，均匀混合(500r/min搅拌10分钟)，制备干粉料。
再边搅拌边加入水50份，300r/min搅拌10分钟，制备砂浆；再加入自制膨润土2份，300r/min搅拌30分钟，形成防腐砂浆产品。
实施例2
干粉料的制备：以质量份数计，将P.O.42.5硅酸盐水泥120份，高抗型铝酸盐水泥30份，石英砂(80目)80份，河沙50份，早强型聚羧酸减水剂粉末5份，钢纤维3份，聚阴离子纤维素3份，均匀混合(500r/min搅拌10分钟)，制备干粉料；所述的石英砂为70目。
再边搅拌边加入水60份，300r/min搅拌10分钟，制备砂浆；再加入自制膨润土5份，300r/min搅拌10分钟，形成防腐砂浆产品。
实施例3
干粉料的制备：以质量份数计，将P.O.42.5硅酸盐水泥110份，高抗型铝酸盐水泥25份，石英砂(100目)70份，河沙45份，早强型聚羧酸减水剂粉末3份，钢纤维2份，聚阴离子纤维素2份，均匀混合(500r/min搅拌10分钟)，制备干粉料；所述的石英砂为70目。
再边搅拌边加入水60份，300r/min搅拌10分钟，制备砂浆；再加入自制膨润土4份，300r/min搅拌10分钟，形成防腐砂浆产品。
对比例1
与实施例3对比，区别在于不添加早强型聚羧酸减水剂，其余部分相同。
对比例2
与实施例3对比，区别在于不添加自制膨润土，其余部分相同。
对比例3
与实施例3对比，区别在于不添加聚阴离子纤维素，其余部分相同。
对以上的3个实施例和3个对比例中得到的砂浆的性能进行检测，结果如表1所示；
表1无机防腐砂浆性能检测结果对比表
Figure BDA0003257082950000041
Figure BDA0003257082950000051
可知，聚阴离子纤维素对砂浆性能的主要提升体现在提高保水性、稳定性、粘结强度；聚羧酸减水剂的添加也能提升砂浆流动性和强度；自制膨润土浆料显著提升了砂浆抗折抗压强度，且提高了砂浆的抗腐蚀能力。
综上所述，本发明提供了一种粘结性好、强度高、耐腐蚀的管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆及制备方法，其主要配料早强型聚羧酸减水剂起到改善砂浆流动性和提高强度的作用；而自制膨润土也在一定程度上提升了砂浆的抗折抗压强度和抗腐蚀能力；聚阴离子纤维素对砂浆性能的主要提升体现在提升保水性和稳定性，也提高其粘结强度。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆及其制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1，配制干粉料；以质量份数计，将硅酸盐水泥100-120份，高抗型铝酸盐水泥20-30份，石英砂60-80份，河沙40-50份，减水剂1-5份，钢纤维1-3份，聚阴离子纤维素1-3份混合并搅拌均匀；
S2，继续搅拌步骤S1得到的干粉料，在搅拌同时加入水50-60份，下搅拌；
S3，将自制膨润土浆料2-5份加入步骤S2得到的产物并搅拌均匀，形成砂浆产品；所述的自制膨润土浆料由高粘膨润土8-10份，碳酸钠0.2-0.5份，水95-100份按比例均匀混合，搅拌后膨化12～24小时即得；所述的高粘膨润土为用有机季铵盐改性制备出高粘度有机膨润土。
2.如权利要求1所述的管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆及其制备方法，其特征在于：所述的减水剂为早强型聚羧酸减水剂粉末。
3.如权利要求1所述的管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆及其制备方法，其特征在于：所述的硅酸盐水泥为P.O.42.5硅酸盐水泥。
4.如权利要求1所述的管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆及其制备方法，其特征在于：所述的河沙的细度模数小于1.6。
5.如权利要求1所述的管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆及其制备方法，其特征在于：所述的石英砂为70～100目。
6.一种使用权利要求1-5中任意一项方法制备的管网修复用膨润土改性铝酸盐无机防腐砂浆，其特征在于，所述的砂浆的组分为：以质量份数计，P.O.42.5硅酸盐水泥100-120份，高抗型铝酸盐水泥20-30份，石英砂60-80份，河沙40-50份，早强型聚羧酸减水剂粉末1-5份，钢纤维1-3份，聚阴离子纤维素1-3份，水50-60份，自制膨润土浆料2-5份。
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