CN114436561B - 一种孔道压浆剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水泥外加剂领域，具体公开了一种孔道压浆剂，包括以下质量份数的组分：聚羧酸粉剂35‑45份；塑性膨胀剂2.5‑3.5份；消泡剂2.5‑3.5份；硅灰190‑210份；粉煤灰742‑762份；増塑保水剂1.9‑2.1份；増塑保水剂为聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇的酯化物。本发明具有提高混凝土胶料的流动性同时减少泌水现象的效果。

Description

一种孔道压浆剂

技术领域

本发明涉及水泥外加剂领域，尤其是涉及一种孔道压浆剂。

背景技术

混凝土材料是现在建筑材料中的重要组成之一，混凝土材料主要是通过混凝土浆料浇筑成型，混凝土浆料主要包括水泥、骨料及外加剂，通过外加剂的加入能使成型后的混凝土材料性能发生巨大的变化，以适用于各种不同建筑结构的需求。

孔道压浆剂主要是用于后张梁预应力管道充填压浆、地锚系统的锚固灌浆、连续壁头止漏灌浆、帷幕灌浆等工程中，最主要的需求是制得的混凝土浆料要具备较好的流动性，否则无法顺利将孔道填充密实，会严重影响结构强度。

混凝土浆料要提高流动性，通常通过加入増塑剂以及增加水的用量，增塑剂的添加虽然能一定程度上提高流动性，但是当增塑剂添加量达到一定程度后，提高流动性的效果会下降，并且会对混凝土材料的强度产生负面影响，因此为了获得较高流动性的混凝土浆料，仍旧需要增加水的用量，但是水用量提高会使得混凝土浆料容易出现泌水现象，导致固化后的混凝土材料表层强度严重下降，需要将表层敲掉并重新抹面，延迟了施工周期，且对于孔道的特殊施工环境下，如果混凝土浆料出现泌水现象，脆弱的表层结构位于孔道内，难以清除并进行新浆料补充，因此，会严重影响质量，还有改善空间。

发明内容

为了提高混凝土胶料的流动性同时减少泌水现象，本申请提供一种孔道压浆剂。

本申请提供的一种孔道压浆剂采用如下的技术方案：

一种孔道压浆剂，包括以下质量份数的组分：

聚羧酸粉剂35-45份；

塑性膨胀剂2.5-3.5份；

消泡剂2.5-3.5份；

硅灰190-210份；

粉煤灰742-762份；

増塑保水剂1.9-2.1份；

所述増塑保水剂为聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇的酯化物。

优选的，聚羧酸粉剂35-45份；

塑性膨胀剂2.8-3.2份；

消泡剂2.8-3.2份；

硅灰195-205份；

粉煤灰750-755份；

増塑保水剂1.95-2.05份；

所述増塑保水剂为聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇的酯化物。

通过采用上述技术方案，通过加入特殊的増塑保水剂，使得水分被保水剂锁住，水分增多以提高流动性的同时，在増塑保水剂的作用下，水分不易与混凝土浆料分离，从而使得混凝土浆料不易出现泌水现象，有效提高混凝土胶料的流动性同时减少泌水现象。

通过聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇的酯化物制成増塑保水剂，使得増塑保水剂的分子链形成网格结构，在网格结构中可稳定容纳水分，而且，聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇均含有大量亲水基团，使得増塑保水剂会主动捕捉水分，使得锁水效果较强，当増塑保水剂外的环境中的水分缺失时，増塑保水剂会释放水分进行补充，从而使得水分被充分利用以使混凝土浆料水化反应充分，而且，当水分消耗后，増塑保水剂网格状的分子结构残留在混凝土中，能形成一定的补强结构，使得混凝土的强度进一步提升，尤其是抗裂性能更佳。

聚乙二醇、聚丙二醇与聚丙烯酸的羧基反应后，会形成一条聚丙烯酸分子链上，带有若干聚乙二醇、聚丙二醇形成的支链，但由于聚丙烯酸分子链上的羧基并非对称存在的，因此形成的网格结构与常规的交联网络不同，处于较为无规且稀疏的状态，使得増塑保水剂网格状的分子结构能运动，不会形成稳定的交联网络，使得増塑保水剂分子链运动收到的限制相对较少，因此具有非常好的润滑效果，充分提高混凝土浆料的流动性。

通过聚羧酸粉剂的配合，提高流动性的效果更佳。

通过加入塑性膨胀剂，使得制得的混凝土胶料在水化反应的过程中会出现微膨胀现象，有效抵消水化过程中的收缩，使得填充孔道的效果较佳，在孔道中不易出现孔隙，保证受力效果。

通过加入消泡剂，减少气泡，无需捣实，亦可制得密实混凝土材料，从而增加了混凝土材料的强度，使得填充在孔道中的混凝土材料强度更高，更好地满足施工需要。

通过硅灰的加入，有效提高混凝土材料的强度，并且有效促进水化反应，早期强度更高，更好地满足施工需要。

通过粉煤灰的加入，提高混凝土浆料的活性，同时提高混凝土浆料的流动性，使得混凝土浆料更易填充在孔道中，同时在孔道中更易密实。

优选的，所述聚乙二醇分子量为600。

通过采用上述技术方案，通过具体选择聚乙二醇的分子量，使得聚乙二醇具有较好的吸水能力的同时，增加増塑保水剂的网格结构，形成更为合适的网格结构，锁住水分的效果较佳，同时润滑的效果也较佳，提高混凝土胶料的流动性的效果较佳。

优选的，所述聚丙二醇分子量为1000。

通过采用上述技术方案，通过聚丙二醇与聚乙二醇分子量存在差异以及两者的具体选择，使得増塑保水剂形成的网格结构更好地摆脱规整的形态，从而形成特殊的网格形态，使得锁水效果与润滑效果均较佳。

优选的，所述聚丙烯酸分子量为5000。

通过采用上述技术方案，通过具体选择聚丙烯酸的分子量，避免分子链太长导致严重的缠结从而降低润滑的效果，使得锁水效果与润滑效果均较佳。

优选的，所述聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇的质量比例为1：1.44：0.8。

通过采用上述技术方案，通过具体选择聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇的质量比例，使得形成的网格的密度较为合适，锁水效果较佳的同时，分子链易于运动，润滑的效果较佳，使得混凝土浆液的流动性较佳。

优选的，所述塑性膨胀剂为明矾石、石膏的复配。

通过采用上述技术方案，通过明矾石与石膏复配形成塑性膨胀剂，具有较好的微膨胀效果，而且，由于明矾石发生反应时需要水泥水化反应的产物氢氧化钙以及水分的参与，与塑性保水剂配合，能使得水分释放速度受到控制，使得明矾石的反应周期更长，不易出现早期快速反应从而快速产生膨胀的现象，不易出现因膨胀导致混凝土浆料流出孔道的情况，使得膨胀的作用力能作用与具有一定强度的混凝土材料中，从而使得混凝土材料的微膨胀能使产生的力作用在孔道中，增加混凝土材料在孔道中的承力效果，使得填充孔道的效果更佳。

优选的，所述明矾石、石膏的质量比例为1：0.5。

通过采用上述技术方案，通过具体选择明矾石、石膏的比例，使得微膨胀的程度较为适合，使得混凝土浆料填充在孔道中后，不会因过度膨胀导致破坏孔道结构，同时又能对孔道产生更多的作用力，填充效果更佳。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请通过加入特殊的増塑保水剂，使得水分被保水剂锁住，水分增多以提高流动性的同时，在増塑保水剂的作用下，水分不易与混凝土浆料分离，从而使得混凝土浆料不易出现泌水现象，有效提高混凝土胶料的流动性同时减少泌水现象。

2、本申请中优选通过聚丙二醇与聚乙二醇分子量存在差异以及两者的具体选择，使得増塑保水剂形成的网格结构更好地摆脱规整的形态，从而形成特殊的网格形态，使得锁水效果与润滑效果均较佳。

3、本申请中优选通过明矾石与石膏复配形成塑性膨胀剂，具有较好的微膨胀效果，而且，由于明矾石发生反应时需要水泥水化反应的产物氢氧化钙以及水分的参与，与塑性保水剂配合，能使得水分释放速度受到控制，使得明矾石的反应周期更长，不易出现早期快速反应从而快速产生膨胀的现象，不易出现因膨胀导致混凝土浆料流出孔道的情况，使得膨胀的作用力能作用与具有一定强度的混凝土材料中，从而使得混凝土材料的微膨胀能使产生的力作用在孔道中，增加混凝土材料在孔道中的承力效果，使得填充孔道的效果更佳。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

以下实施例、对比例、应用例、对比应用例中所有原料的来源信息详见表1。

表1

实施例1

一种孔道压浆剂，包括以下组分：

聚羧酸粉剂、塑性膨胀剂、消泡剂、硅灰、粉煤灰、増塑保水剂。

其中，増塑保水剂为聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇的酯化物。

聚乙二醇分子量为600。

聚丙二醇分子量为1000。

聚丙烯酸分子量为5000。

聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇的质量比例为1：1.44：0.8。

塑性膨胀剂为明矾石、石膏的复配，明矾石、石膏的质量比例为1：0.5。

实施例1-5中，各组分的具体投入量(单位kg)详见表2。

表2

实施例1-5中，孔道压浆剂的制备方法包括以下步骤：

步骤1)，制备増塑保水剂：

步骤1-1)，将聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇投入搅拌釜中，加热至沸腾，恒温60℃，转速60r/min，搅拌2h，恒温80℃，转速180r/min，搅拌5h，恒温110℃，转速240r/min，搅拌16h，全程冷凝回流；

步骤1-2)，控制搅拌釜内液体温度恒温101℃，转速10r/min，持续搅拌，解除冷凝回流，恒温至液体不再沸腾，卸料，冷却，得増塑保水剂。

步骤2)，根据表2中比例称量聚羧酸粉剂、塑性膨胀剂、消泡剂、硅灰、粉煤灰、増塑保水剂，混合均匀，得孔道压浆剂。

对比例1

一种孔道压浆剂，与实施例3相比，区别仅在于：

采用聚羧酸粉剂等量替代増塑保水剂。

应用例1

一种混凝土浆料，包括以下组分：

水158kg、水泥510kg、砂1725kg、孔道压浆剂51kg。

混凝土浆料的制备方法如下：

将水、水泥、孔道压浆剂投入搅拌釜中，转速40r/min，搅拌1min，投入砂，转速45r/min，搅拌3min，卸料，的混凝土浆料。

本应用例中，孔道压浆剂采用实施例1的孔道压浆剂。

应用例2

一种混凝土浆料，与应用例1相比，区别仅在于：

本应用例中，孔道压浆剂采用实施例2的孔道压浆剂。

应用例3

一种混凝土浆料，与应用例1相比，区别仅在于：

本应用例中，孔道压浆剂采用实施例3的孔道压浆剂。

应用例4

一种混凝土浆料，与应用例1相比，区别仅在于：

本应用例中，孔道压浆剂采用实施例4的孔道压浆剂。

应用例5

一种混凝土浆料，与应用例1相比，区别仅在于：

本应用例中，孔道压浆剂采用实施例5的孔道压浆剂。

应用例6

一种混凝土浆料，与应用例1相比，区别仅在于：

本应用例中，孔道压浆剂采用对比例1的孔道压浆剂。

对比应用例1

一种混凝土浆料，包括以下组分：

水158kg、水泥510kg、砂1725kg、粉煤灰51kg。

混凝土浆料的制备方法如下：

将水、水泥、粉煤灰投入搅拌釜中，转速40r/min，搅拌1min，投入砂，转速45r/min，搅拌3min，卸料，的混凝土浆料。

实验1

根据GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》检测各应用例及对比应用例的混凝土浆料制得的试样的抗压强度、抗折强度。

实验2

根据GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》检测各应用例及对比应用例的混凝土浆料的凝结时间、泌水率、压力泌水率。

实验3

根据JC/T453-2004《自应力水泥物理检验方法》检测各应用例及对比应用例的混凝土浆料制得的试样的自由膨胀率。

实验4

采用流动度测定仪-流动锥，检测各应用例及对比应用例的混凝土浆料的流动度。

实验1-4的具体检测数据详见表3、4。

表3

表4

根据表3、表4中应用例3与应用例6的数据对比可得，孔道压浆剂中采用了特殊的増塑保水剂时(应用例3)，混凝土浆料的流动度有明显提升；混凝土浆料的压力泌水率有明显下降；制得的混凝土材料的3h自由膨胀率较低，且24h自由膨胀率与未加入特殊的増塑保水剂时(应用例6)相近。

可见，増塑保水剂能提高混凝土浆料的流动性，使得混凝土浆料更易压入孔道当中，而且泌水率的下降，使得压入孔道中的混凝土浆料水化反应后形成的混凝土材料表面不易形成脆弱面，使得混凝土材料在孔道中的填充效果较佳，承力效果较好，另外，3h自由膨胀率较低，使得在初凝之前，混凝土材料的膨胀较少，不易因为膨胀而导致还具有一定流动性的混凝土胶料被压力孔道外，使得混凝土材料在初凝后才开始缓慢膨胀，使得膨胀的效果作用在孔道壁上，从而产生一定的预应力效果，从而实现对孔道的承力效果更佳，质量更好。

根据表3、表4中应用例3与对比应用例1的数据对比可得，在混凝土胶料中加入孔道压浆剂时(应用例3)，混凝土浆料的初凝时间、终凝时间均有所缩短，混凝土浆料的流动度明显提升，混凝土浆料的泌水率及压力泌水率均明显下降；制得的混凝土材料的抗压强度以及抗折强度具有一定提升，自由膨胀率提升。

可见，在混凝土浆料中加入孔道压浆剂能缩短凝结时间，提高混凝土胶料的流动性，有效降低泌水现象从而使得混凝土的强度提升，且能使混凝土具有一定的微膨胀效果，质量更佳。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (3)

1.一种孔道压浆剂，其特征在于：包括以下质量份数的组分：

聚羧酸粉剂35-45份；

塑性膨胀剂2.8-3.2份；

消泡剂2.8-3.2份；

硅灰195-205份；

粉煤灰750-755份；

増塑保水剂1.95-2.05份；

所述増塑保水剂为聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇的酯化物；

所述聚乙二醇分子量为600；

所述聚丙二醇分子量为1000；

所述聚丙烯酸分子量为5000；

所述聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇的质量比例为1：1.44：0.8；

孔道压浆剂的制备方法包括以下步骤：

步骤1)，制备増塑保水剂：

步骤11)，将聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙二醇投入搅拌釜中，加热至沸腾，恒温60℃，转速60r/min，搅拌2h，恒温80℃，转速180r/min，搅拌5h，恒温110℃，转速240r/min，搅拌16h，全程冷凝回流；

步骤12)，控制搅拌釜内液体温度恒温101℃，转速10r/min，持续搅拌，解除冷凝回流，恒温至液体不再沸腾，卸料，冷却，得増塑保水剂；

步骤2)，称量聚羧酸粉剂、塑性膨胀剂、消泡剂、硅灰、粉煤灰、増塑保水剂，混合均匀，得孔道压浆剂。

2.根据权利要求1所述的一种孔道压浆剂，其特征在于：所述塑性膨胀剂为明矾石、石膏的复配。

3.根据权利要求2所述的一种孔道压浆剂，其特征在于：所述明矾石、石膏的质量比例为1：0.5。